Desarrollo en tres métodos de inmovilización de perovskitas de bismuto sobre un sustrato de vidrio para su futura evaluación como fotocatalizadores de la reacción de reducción de dióxido de carbono en un microreactor
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2020
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Resumen
Una de las principales problemáticas ambientales a nivel mundial es el cambio climático, dentro de las causas de este fenómeno se encuentran las emisiones de CO2 producidas en gran medida por la quema de combustibles fósiles, los cuales a su vez presentan un aumento en el requerimiento y una limitación de su disponibilidad. Por medio de la reacción de foto reducción de CO2 se podría tener eventualmente una solución para ambas problemáticas, por el equilibrio en los niveles de CO2 en la atmósfera y la generación de combustibles alternativos por medio de la luz solar. Con el fin de encontrar mejoras en la reacción se estudiaron tres posibles fotocatalizadores, los cuales corresponden a las perovskitas Cs3Bi2I9, Cs3Bi2Cl9 y Cs4MnBi2Cl12. Se sintetizaron tanto a temperatura ambiente como por reactor microondas, y se pudo garantizar que corresponden a los compuestos deseados a través de XRD en polvo. Se estudió la banda prohibida y la estabilidad térmica de la perovskitas, obteniendo que los valores de banda prohibida se encuentran en la región del espectro visible y existe estabilidad debajo de los 315 °C, por lo tanto, estos compuestos pueden ser buenos fotocatalizadores y trabajar a las temperaturas de esta reacción. Se probaron diferentes métodos de inmovilización de los fotocatalizadores en sustratos de vidrio, se usó drop casting, spin coating, películas previas de TiO2, adición de un binder, termocurados y calcinaciones. Seguidamente, se caracterizaron las películas obtenidas con cada técnica de deposición y perovskita por un análisis de homogeneidad, efectos por el lavado y adhesión. A partir de los resultados, se seleccionaron las mejores técnicas de inmovilización a estudiar en la reacción de reducción de CO2, que corresponden a dos deposiciones por drop casting, dos deposiciones por drop casting y una deposición de TiO2, y la adición del binder. Las tres técnicas seleccionadas se caracterizaron adicionalmente...
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2020
Palabras clave
BISMUTO, DIOXIDO DE CARBONO - ASPECTOS AMBIENTALES, FOTOCATALISIS, MITIGACION DE GASES DEL EFECTO INVERNADERO, PEROWSKITA - INVESTIGACIONES, REACCIONES QUIMICAS, REDUCCION (QUIMICA)