Caracterización de la reducción fotocatalítica de CO2 utilizando un catalizador de perovskita de bismuto inmovilizado en un microreactor
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2019
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Resumen
El planeta tierra presenta actualmente los niveles de CO2 más altos de los últimos 15 millones de años. La situación no es diferente en Costa Rica con en dónde el 63 % del consumo de energía proviene de derivados del petróleo, agravando emisiones y generando dependencia a estos. En el presente trabajo se caracterizó la reducción fotocatalítica de CO2, una potencial solución de dichos problemas, utilizando una perovskita de bismuto como el fotocatalizador llevada a cabo en un microreactor. El microreactor se diseñó para que se ajustara dentro de un sistema comercial Micronit®, con un sistema de distribución de flujo, un compartimento para probar distintos catalizadores y una ventana de PMMA para la irradiación. Fue construido mediante impresión 3D utilizando filamento de HIPS (High Impact Polystyrene) como material. Se estima un precio de 1.53 $ por reactor impreso. Se comprobó la distribución uniforme y laminar a lo largo del reactor. Se siguió una metodología de síntesis por microondas para obtener los siguientes potenciales fotocatalizadores para la reacción: Cs3Bi2I9, Cs4MnBi2Cl12, Cs3Bi2Cl9, Cs4CoBi2Cl12, Cs4NiBi2Cl12, Cs4CuBi2Cl12. Se determinó experimentalmente el band gap Eg de estos compuestos a través de mediciones de espectroscopia de reflectancia difusa UV-Vis con esfera integradora, el método de Kubelka-Munk y el gráfico de Tauc. Se seleccionó la perovskita Cs3Bi2I9 (Eg transición indirecta: 1.94 eV) para las pruebas de reducción debido a que posee el menor band gap en la región visible de todos los compuestos sintetizados. Además se caracterizó el catalizador a través de espectroscopia IR, SEM y EDX comprobando su identidad, estructura cristalina hexagonal y el porcentaje en peso de sus elementos respectivamente. Se inmovilizó el catalizador seleccionado en sustratos de vidrio mediante spin coating y drop casting. Se caracterizó la deposición por perfilometría determinando un espesor medio para spin...
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2019
Palabras clave
CATALIZADORES, DIOXIDO DE CARBONO ATMOSFERICO, FOTOCATALISIS, PURIFICACION DEL AIRE POR FOTOCATALISIS, REACTORES QUIMICOS