Estudio comparativo del uso de diferentes agentes de sacrificio para la producción de hidrógeno mediante fotocatálisis heterogénea utilizando el mineral arena negra como semiconductor
DOI:
https://doi.org/10.18041/1794-4953/avances.1.1372Palabras clave:
Arena negra, Producción fotocatalítica de hidrógeno, Agente de sacrificioResumen
El mineral arena negra es una mezcla de óxidos de hierro (FeO, Fe2O3, Fe3O4), TiO2 y SiO2 dispuestos en una estructura natural, que podría ser utilizado como semiconductor. En este trabajo se evaluó el efecto del agente de sacrificio para la generación fotocatalítica de hidrógeno utilizando este material como catalizador. Para tal fin se evaluó el efecto de variables del proceso tales como tipo de agente de sacrificio (EDTA, Na2SO3 y metanol) normalmente utilizados como donadores de electrones en la reacción fotocatalítica de producción de hidrógeno, pH inicial de la suspensión (3.0, 7.0 y 9.0) y la concentración del sustrato. Estas variaron entre 1.0, 25.0 y 50.0 mM (EDTA, Na2SO3) y 10.0, 30.0 y 50.0% (v/v) para metanol. Bajo las condiciones de reacción evaluadas, los niveles de máxima producción de hidrógeno fueron Na2SO3>EDTA>CH3OH, respectivamente y la máxima producción de hidrógeno se obtuvo con 25.0 mM Na2SO3 en medio ácido (pH 7.0). La degradación de EDTA y simultánea producción de hidrogeno mediante reacción fotocatalítica, se vieron favorecidos a pH 3.0 y una concentración 1.0 mM
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Referencias
A. Demirbas, Biodiesel: A realistic fuel alternative for diesel engines. Londres: Springer-Verlag, 2008.
Y. Z. Yang, C.-H. Chang y H. Idriss, “Photocatalytic production of hydrogen form ethanol over M/TiO2 catalysts (M= Pd,Pt or Rh)”, Applied Catalysis B: Environmental, vol. 67, no. 3-4, pp. 217-222, oct. 2006. http://doi.org/10.1016/j.apcatb.2006.05.007
W. Lv, X. Lv, J. Xiang, Y. Zhang, S. Li, C. Bai, B. Song y K. Hanb, “A novel process to prepare high-titanium slag by
carbothermic reduction of pre-oxidized ilmenite concentrate with the addition of Na2SO4”, International Journal
of Mineral Processing, vol. 167, pp. 68-78, oct. 2017. http://doi.org/10.1016/j.minpro.2017.08.004
E. C. Su, B. S. Huang, C. C. Liu y M. Y. Wey, “Photocatalytic conversion of simulated EDTA wastewater to hydrogen by pH-resistant Pt/TiO2–activated carbon photocatalysts. Renewable Energy, vol. 75, pp. 266-271, mzo. 2015. http://doi.org/10.1016/j.renene.2014.09.052
C. G. Silva, M. J. Sampaio, R. R. Marques, L. A. Ferreira, P. B. Tavares, A. M. Silva y J. L. Faria, “Photocatalytic production of hydrogen from methanol and saccharides using carbon nanotube-TiO 2 catalysts”, Applied Catalysis B: Environmental, vol. 178, pp. 82-90, nov. 2015. http://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.10.032
A. Petala, E. Ioannidou, A. Georgaka, K. Bourikas y D. I. Kondarides, “Hysteresis phenomena and rate fluctuations under conditions of glycerol photo-reforming reaction over CuOx/TiO2 catalysts. Applied Catalysis B: Environmental, vol. 178, pp. 201-209, nov. 2015. http://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.09.021
F. N. Ridha, M. A. Duchesne, X. Lu, D. Y. Lu, D. Filippou y R. W. Hughes, “Characterization of an ilmenite ore
for pressurized chemical looping combustion”, Applied Energy, vol. 163, pp. 323-333, febr. 2016. http://doi.
org/10.1016/j.apenergy.2015.10.070
M. P. Sharma, J. F. Akyurtlu y A. Akyurtlu, “Autothermal reforming of isobutanol over promoted nickel xerogel catalysts for hydrogen production”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 40, no. 39, pp. 13368-13378, oct. 2015. http://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.07.113
Y. Bang, S. Park, S. Ju, H. Jaekyeong, Y. Ji, H. Song, J. Ho, C. Ki, H. Kang e I. K. Song, “Hydrogen production by steam reforming of liquefied natural gas (LNG) over mesoporous Ni/Al2O3 catalyst prepared by an EDTA-assisted impregnation method”, Applied Catalysis B: Environmental, vol. 180, pp. 179-188, en. 2016. http://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.06.023
U. I. Gaya y A. H. Abdullah, “Heterogeneous photocatalytic degradation of organic contaminants over titanium
dioxide: A review of fundamentals, progress and problems”, Journal of Photochemistry and Photobiology C:
Photochemistry Reviews, vol. 9, no. 1, pp. 1-12, mzo. 2008. http://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2007.12.003
I. Z. Ismagilov, E. V. Matus, V. V. Kuznetsov, N. Mota, R. M. Navarro, S. A. Yashnik, I. P. Prosvirina, M. A. Kerzhentseva, Z. R. Ismagilovac y J. L. G. Fierro, “Hydrogen production by autothermal reforming
of methane: Effect of promoters (Pt, Pd, Re, Mo, Sn) on the performance of Ni/La2O3 catalysts”, Applied Catalysis
A: General, vol. 481, pp. 104-115, jul. 2014. http://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.04.042
M. A. Schoonen, Y. Xu y Strongin, D. R., “An introduction to geocatalysis”, Journal of Geochemical Exploration,
vol. 62, no. 1-3, pp. 201-215, jun. 1998. http://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/S0375-6742(97)00069-1
V. R. Shenoy y J. B. Joshi, “Kinetics of oxidation of aqueous sulphite solution by nitric oxide”, Water Research, vol. 26, no. 7, pp. 997-1003, jul. 1992.
G. A. Reyes Gómez, Producción fotocatalitica de hidrógeno basada en el mineral arena negra como semiconductor. Bogotá: Universidad Libre, 2015.
P. P. C. Udani y M. Rønning, “Comparative study on the photocatalytic hydrogen
production from methanol over Cu-, Pd-, Co-and Au-loaded TiO2”, Oil & Gas Science and Technology, vol. 70, no. 5, pp. 831-839, sep.-oct. 2015. http://doi.org/10.2516/ogst/2015025
A. Boudjemaa, A. Rebahi, B. Terfassa, R. Chebout, T. Mokrani, K. Bachari y N. J. Coville, “Fe2O3/carbon spheres for
efficient photo-catalytic hydrogen production from water and under visible light irradiation”, Solar Energy
Materials and Solar Cells, vol. 140, pp. 405-411, sep. 2015. http://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.04.036
A. Madhumitha, V. Preethi y S. Kanmani, “Photocatalytic hydrogen production using TiO2 coated iron-oxide core
shell particles”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 43, no. 8, pp. 3946-3956, febr. 2018. http://doi.
org/10.1016/j.ijhydene.2017.12.127
M. Ni, M. K. Leung, D. Y. Leung y K. Sumathy, “A review and recent developments in photocatalytic water-splitting
using TiO2 for hydrogen production”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 11, no. (3), pp. 401-425, 2007. http://doi.org/10.1016/j.rser.2005.01.009
P. Chen, J. Zhai, W. Sun, Y. Hu, Z. Yin y X. Lai, “Adsorption mechanism of lead ions at ilmenite/water interface and
its influence on ilmenite flotability”, Journal of Industrial And Engineering Chemistry, vol. 53, pp. 285-293,
sept. 2017. http://doi.org/10.1016/j.jiec.2017.04.037
S. Rahimi, M. Irannajad y A, Mehdilo, “Effects of sodium carbonate and calcium chloride on calcite depression in cationic flotation of pyrolusite”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol. 27, no. 8, pp. 1831-1840, ago. 2017. http://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60206-1
G. L. Chiarello, D. Ferri y E. Selli, “In situ attenuated total reflection infrared spectroscopy study of the photocatalytic steam reforming of methanol on Pt/TiO2”, Applied Surface Science, vol. 450, pp. 146-154, ago. 2018. http://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.04.167
M. N. Chong, B. Jin, C. W. Chow y C. Saint, “Recent developments in photocatalytic water treatment technology: A
review”, Water Research, vol. 44, no.10, pp. 2997-3027, my. 2010. http://doi.org/10.1016/j.watres.2010.02.039