Oxidación catalítica de tolueno y 2-propanol sobre óxidos mixtos de Mn y Co obtenidos por coprecipitación

Catalytic oxidation of toluene and 2-propanol over Mn and Co mixed oxides obtained by coprecipitation method

Usando el método de coprecipitación, se prepararon óxidos mixtos de manganeso y  cobalto con relaciones molares M²⁺ + Mg²⁺/M³⁺=3 y M²⁺/Mg²⁺=1. Los sólidos se  caracterizaron mediante las técnicas de difracción de rayos X (XRD), reducción a temperatura (TPR-H₂) y adsorción de N₂ ; fueron empleados para la oxidación catalítica de una mezcla de dos compuestos orgánicos volátiles representativos (COVs): el  tolueno, el 2-propanol. Los catalizadores fueron activos en la oxidación de los dos  COVs, siendo el tolueno el compuesto más difícil de oxidar. En la oxidación de tolueno  los catalizadores mostraron 100% de conversión hacia CO₂ y agua, mientras que con el 2-propanol se produjo acetona, la cual posteriormente se oxidó hasta CO₂. Las  temperaturas de conversión de tolueno y 2-propanol, en la mezcla de COVs, fueron  superiores a las temperaturas obtenidas en la oxidación individual del tolueno y del 2- propanol. Este resultado sugiere un posible efecto de inhibición en la oxidación de los  COVs, cuando se tiene la mezcla de los mismos. El óxido mixto de manganeso logró una oxidación del 100% de la mezcla de COVs, mientras que el óxido mixto de cobalto  no alcanzó una oxidación total. Adicionalmente, las temperaturas de oxidación con este último catalizador fueron las menores. El excelente desempeño catalítico del óxido de manganeso puede asociarse con su comportamiento redox superior en comparación con el del óxido mixto de cobalto. 

Introducción

Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son aquellos compuestos que a la temperatura de 293.15 K presentan una presión de vapor de 0.01kPa o superior, o una volatilidad equivalente a las condiciones particulares de uso (1). De acuerdo con la EPA (Environmental Protection Agency de los EUA) los COVs se definen como compuestos de carbono que tienen una alta actividad fotoquímica (capacidad de reaccionar con los óxidos de nitrógeno y otros contaminantes atmosféricos en presencia de la luz solar para formar oxidantes fotoquímicos); de tal definición se excluyen el carbono, el monóxido de carbono, el dióxido de carbono y los compuestos con enlaces metalcarbono (2).

Debido a los efectos adversos ocasionados por los COVs, existen acuerdos internacionales y nacionales que regulan y previenen la emisión de estos compuestos contaminantes a la atmósfera y al medio ambiente.