{"id":135386,"date":"2024-02-13T10:29:16","date_gmt":"2024-02-13T09:29:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=135386"},"modified":"2024-02-13T10:29:16","modified_gmt":"2024-02-13T09:29:16","slug":"carbonizacion-hidrotermal-y-economia-circular-sintesis-de-catalizadores-de-bajo-coste-para-el-tratamiento-de-sus-efluentes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2024\/02\/13\/135386","title":{"rendered":"Carbonizaci\u00f3n hidrotermal y econom\u00eda circular: s\u00edntesis de catalizadores de bajo coste para el tratamiento de sus efluentes"},"content":{"rendered":"<p>Investigadores del <a href=\"http:\/\/www.giqa.es\/\">Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental<\/a> (GIQA) de la URJC han realizado un estudio en colaboraci\u00f3n con Repsol, y acaban de publicar un art\u00edculo (https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.cattod.2023.114462) en el marco del proyecto UPGRES (https:\/\/upgresproject.com\/).<\/p>\n<p><strong>&nbsp;<\/strong><\/p>\n<p>En la investigaci\u00f3n realizada se han preparado materiales carbonosos a partir de hidrochars obtenidos mediante el tratamiento de carbonizaci\u00f3n hidrotermal de residuos org\u00e1nicos. La carbonizaci\u00f3n hidrotermal (HTC, por sus siglas en ingl\u00e9s, Hydrothermal Carbonization) es un proceso qu\u00edmico que implica la conversi\u00f3n de materiales org\u00e1nicos en carbono s\u00f3lido en condiciones de alta temperatura y presi\u00f3n en presencia de agua. Durante el proceso, los compuestos org\u00e1nicos presentes en los materiales se descomponen, dando lugar a la formaci\u00f3n de carbono s\u00f3lido, conocido como hidrochar. Este hidrochar tiene propiedades similares al carb\u00f3n y puede ser utilizado en diversas aplicaciones, incluyendo como precursor para la s\u00edntesis de catalizadores carbonosos. Este proceso se considera una opci\u00f3n prometedora para la gesti\u00f3n de residuos org\u00e1nicos y la obtenci\u00f3n de materiales carbonosos con aplicaciones diversas. Sin embargo, para conseguir una estructura porosa altamente desarrollada en estos materiales, se requiere de procesos de activaci\u00f3n. La activaci\u00f3n f\u00edsica, que implica el uso de CO<sub>2<\/sub>, y la activaci\u00f3n qu\u00edmica, que utiliza sustancias como KOH, ZnCl<sub>2<\/sub>, FeCl<sub>3<\/sub>, CuCl<sub>2<\/sub>, son m\u00e9todos comunes para aumentar la superficie espec\u00edfica de los materiales carbonosos.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>En este trabajo, se utiliz\u00f3 un hidrochar proveniente de la carbonizaci\u00f3n hidrotermal de lodos de digesti\u00f3n anaerobia de una planta de tratamiento de aguas residuales, y se evaluaron varios agentes activantes, una base (KOH) y diferentes sales de cloruro (FeCl<sub>3<\/sub>, ZnCl<sub>2<\/sub> y CuCl<sub>2<\/sub>), para desarrollar materiales con una mayor \u00e1rea superficial y la posible fijaci\u00f3n de especies activas de metales para su aplicaci\u00f3n en procesos de oxidaci\u00f3n h\u00fameda catal\u00edtica. El uso de KOH como agente activante aument\u00f3 el \u00e1rea superficial del hidrocarburo hasta aproximadamente 1000 m<sup>2<\/sup>\/g. La utilizaci\u00f3n de CuCl<sub>2<\/sub> y FeCl<sub>3<\/sub> como agentes activantes permiti\u00f3 obtener materiales dopados con Cu y Fe con \u00e1reas superficiales notables, con un 49% y un 42% de cada metal, respectivamente.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Por otro lado, los procesos de HTC generan un efluente acuoso, que potencialmente t\u00f3xico, que hay que tratar. La oxidaci\u00f3n h\u00fameda (WAO) es un proceso qu\u00edmico utilizado para descomponer materia org\u00e1nica en compuestos m\u00e1s simples mediante la acci\u00f3n del ox\u00edgeno. En la oxidaci\u00f3n h\u00fameda catal\u00edtica (CWAO), se introduce un catalizador que acelera la velocidad de la reacci\u00f3n de oxidaci\u00f3n, facilitando que esta ocurra a temperaturas y condiciones m\u00e1s suaves de lo que ser\u00eda necesario en ausencia del catalizador. Esto puede hacer que el proceso sea m\u00e1s eficiente y econ\u00f3mico. Adem\u00e1s, el catalizador puede influir en la selectividad de los productos de oxidaci\u00f3n, favoreciendo la formaci\u00f3n de ciertos compuestos deseados. Los catalizadores carbonosos pueden desempe\u00f1ar un papel crucial en la eliminaci\u00f3n de contaminantes org\u00e1nicos. Durante el proceso de oxidaci\u00f3n, se pueden formar radicales libres, como los radicales hidroxilos (\u2022OH). Estos radicales son altamente reactivos y pueden atacar y degradar eficientemente la materia org\u00e1nica presente en los efluentes. Los catalizadores carbonosos, como el carb\u00f3n activado, nanotubos de carbono, grafeno y otros materiales carbonosos, pueden mejorar la eficiencia de estos procesos al proporcionar centros activos para la adsorci\u00f3n y la generaci\u00f3n de radicales libres. Adem\u00e1s, estos catalizadores a menudo son considerados opciones atractivas debido a su sostenibilidad y capacidad para reducir subproductos no deseados.<\/p>\n<p>En la investigaci\u00f3n realizada, se evaluaron carbones activados provenientes de hidrochar en un proceso de oxidaci\u00f3n h\u00fameda catal\u00edtica de un efluente acuoso de HTC a 250\u1d52C y 50 bar de presi\u00f3n de aire, con una concentraci\u00f3n de catalizador de 2,4 g\/L durante 3 horas. Los carbones activados con CuCl<sub>2<\/sub> demostraron una alta eliminaci\u00f3n de carbono org\u00e1nico total debido a la fase activa de cobre depositada durante la activaci\u00f3n. Se alcanzaron mineralizaciones de hasta un 70%, y el proceso elimin\u00f3 completamente el color del efluente inicial.<\/p>\n<p>Los resultados obtenidos sugieren que estos catalizadores de bajo coste podr\u00edan ser prometedores para el tratamiento de efluentes de HTC utilizando como catalizador el hidrochar obtenido del mismo tratamiento de residuos, cerrando por tanto el ciclo hac\u00eda una econom\u00eda circular, seg\u00fan aparece en la Figura resumen del art\u00edculo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Investigadores del Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental (GIQA) de la URJC han realizado un estudio en colaboraci\u00f3n con Repsol, y acaban de publicar un art\u00edculo (https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.cattod.2023.114462) en el marco del proyecto UPGRES (https:\/\/upgresproject.com\/). &nbsp; En la investigaci\u00f3n realizada se han preparado materiales carbonosos a partir de hidrochars obtenidos mediante el tratamiento de carbonizaci\u00f3n hidrotermal de residuos org\u00e1nicos. La carbonizaci\u00f3n hidrotermal (HTC, por sus siglas en ingl\u00e9s, Hydrothermal Carbonization) es un proceso qu\u00edmico que implica la conversi\u00f3n de materiales org\u00e1nicos en carbono s\u00f3lido en condiciones de alta temperatura y presi\u00f3n en presencia de agua. 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