Óxidos mixtos con estructura tipo espinela aplicadas a la catálisis heterogénea

Abstract

Los óxidos mixtos tipo espinela han sido intensamente investigados durante décadas por sus variadas aplicaciones industriales (materiales magnéticos, pigmentos, refractarios) y como catalizadores aplicados en diversas reacciones (hidrogenación catalítica, combustión, reformado de metano, etc.)- Los óxidos mixtos tipo espinela tienen la propiedad de ser materiales catalíticos debido a que presentan estructuras compactas donde los cationes metálicos pueden ocupar posiciones octaédricas o tetraédricas que se encuentran en la superficie misma del catalizador (sitio activo). En las espinelas inversas, las posiciones octaédricas ocupadas por los cationes metálicos divalentes activos son las más expuestas desde el punto de vista catalítico y por esta razón son las estructuras más buscadas como se ha mostrado para la hidrogenación del crotonaldehido y acetileno. La principal razón de este trabajo es presentar las estructuras más importantes de las espinelas, las técnicas de su caracterización y las principales aplicaciones de estos materiales en diversas reacciones (hidrogenación catalítica, combustión) y el estudio de los principales mecanismos comunes en estos materiales y aplicaciones en la industria. Su interés industrial se fundamenta en la combinación de porosidad y resistencia mecánica de las espinelas. Además, las espinelas son los materiales más comúnmente empleados como soportes sobre los que se dispersa el componente activo, por ser económicamente asequibles además de estables químicas, térmica y mecánicamente; modificándose determinadas características (acidez-basicidad, propiedades redox, tamaño de poros) mediante procesos sencillos para adaptarlas a las necesidades de la reacción concreta en la que se empleen En este trabajo se presentan las propiedades de las espinelas como catalizadores utilizados en la combustión para la eliminación de los compuestos orgánicos volátiles (COV’s), importantes contaminantes primarios. Su uso en procesos redox, más específicamente el LiMn204 como cátodo en las baterías recargables de litio. Finalmente se presenta la aplicación del MgAl204 como agente descontaminante basado en la adsorción de tóxicos en la industria curtidora.