Estudio por FTIR de la oxidación de etanol y tolueno sobre óxidos de ZnMnO recuperados de pilas alcalinas

Abstract

Los barros extraídos de pilas alcalinas fueron lixiviados en medio ácido con la finalidad de recuperar los metales constituyentes, Zn y Mn. La solución lixiviada fue tratada con Na(OH) o con KMnO₄ obteniéndose dos óxidos ZnMnOₓ y MnOₓ, respectivamente. Una porción del MnOₓ obtenido fue impregnada con una solución de Zn²⁺ proveniente de la solución lixiviada usando dos métodos de impregnación diferentes (Zn/MnOxA y Zn/MnOxB). Los sólidos fueron caracterizados por FTIR, DRX, Superficie Específica BET, SEM-EDS. Tolueno y etanol fueron las moléculas test utilizadas para evaluar la actividad catalítica de los sólidos. Los resultados de la actividad catalítica muestran que esta disminuye cuando aumenta el contenido de zinc. En la reacción en flujo en ambos catalizadores se determinó la formación de acetaldehído. El análisis FTIR se detectó en todos los catalizadores a temperaturas superiores a 200 ºC acetaldehído (bandas 1750 – 1766 cm⁻¹; 2710 – 2750 cm⁻¹). En lo catalizadores impregnados con Zn, por FTIR, se observa una banda que es atribuida a CO. En el caso del tolueno puede verse que la combustión produce CO2, sin formar especies intermediarias en los catalizadores MnOₓ, ZnMnO y Zn/MnOₓB. En el sólido Zn/MnOₓA se propone que el tolueno se adsorbe a baja temperatura y se desorbe con el aumento de la misma.

Sludge extracted from alkaline batteries was leached in an acid medium in order to obtain Zn and Mn. The leach solution was treated with Na (OH) or with KMnO₄ obtaining ZnMnO and MnOₓ. A portion of MnOₓ was impregnated with a solution of Zn2+ from the leach solution using two different methods (Zn/MnOxA y Zn/MnOxB). The solids were characterized by FTIR, XRD, BET Specific Surface, SEM-EDS. Toluene and ethanol molecules test were used to evaluate the catalytic activity of the solids. Results show that the catalytic activity decreases with increasing zinc content. In all the catalysts was detected the presence of acetaldehyde. The FTIR study shown at temperatures above 200 °C in all the catalysts bands at 1750 – 1766 cm⁻¹; 2710 – 2750 cm⁻¹ which are assigned to acetaldehyde. In addition, CO was detected on on both Zn/MnOxA y Zn/MnOxB catalysts by FTIR. For the oxidation of toluene CO2 is formed on MnOₓ, ZnMnO and Zn/MnOₓB catalysts. The toluene is adsorbed on Zn/MnOₓA, but the same is desorbed by increasing the temperature.