Determinación y cuantificación de las propiedades mecánicas de catalizadores AL/FE PILC conformados mediante extrusión y microesferas.

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Tesis - Facultad De Ingeniería, Programa De Ingeniería Civil

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El presente trabajo de investigación detalla el estudio que se realizó con el fin de
definir los mejores parámetros de conformado del catalizador Al/Fe-PILC
desarrollado por el Grupo de Investigación en Materiales Funcionales y Catálisis
(GIMFC) de la universidad de Nariño para su aplicación activando la tecnología de
oxidación avanzada (TAO) Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda (PCFH). Esto
se logró con base en las propiedades reológicas del precursor de conformado y las
propiedades mecánicas y fisicoquímicas del material conformado. El precursor de
conformado fue una mezcla de catalizador Al/Fe-PILC en su forma intercalada
(Al/Fe-INT) con un aglomerante capaz de mejorar la capacidad de moldeo
(propiedades reológicas), las propiedades mecánicas (resistencia a la compresión,
atrición y tenacidad) y modificar en el menor grado posible las propiedades
fisicoquímicas (área superficial, área de microporo, eliminación de fenol y
eliminación de TOC) de los conformados finales.
El mejor aglomerante resultó la arcilla natural denotada como BV, con un índice de
plasticidad (IP) de 110,80% y una vez se mezcló con el catalizador proporcionó a
la mezcla precursora de conformado un IP de 19,40%. Mediante un diseño
experimental 22 se determinó la relación óptima catalizador/Aglomerante (67/33)
(p/p) y liquido/solido (44/100) (v/p), las cuales fueron mantenidas para el
conformado de los especímenes en los demás diseños experimentales. Mediante
un análisis de varianza (ANOVA) se definió que la mejor velocidad de extrusión fue
a 3,5 mm/min y la mejor forma extruida fue la rasching. Mediante un diseño
experimental 32 se definió las mejores dimensiones del catalizador extruido, las
cuales en su forma cilíndrica fueron de 4,5 mm tanto en su sección transversal como
en su longitud. Mediante un diseño experimental 22 se definió el punto de operación
óptimo del equipo granulador para el conformado de microesferas, el cual resultó
en una velocidad en la escala de 7,6 (50,88 rpm) y una inclinación de 14,40˚ en el
plato del equipo. El conformado por extrusión fue mejor que la preparación de
microesferas. En la extrusión se obtuvo conformados con tamaños homogéneos y
los extruidos fueron más fuertes que las microesferas. Las propiedades mecánicas
del extruido óptimo (4,5 mm de sección transversal y longitud) fueron de 144,49 N
en resistencia a la compresión y 0,0321 de atrición.