Resumen de Preparación y caracterización de fibras de carbón activadas: aplicación en la reacción de deshidrogenación oxidativa de etilbenceno a estireno
Esta Tesis Doctoral se ha dividido en 9 capítulos. El primer capítulo trata sobre la estructura de la Tesis. El segundo capítulo recoge una introducción general donde se citan los trabajos más relevantes relacionados con el área. El tercer capítulo describe de una manera extensa las técnicas experimentales empleadas en la Tesis. Los capítulos del 4 al 8 recopilan los resultados experimentales relacionados con la activación de fibras de carbón, caracterización mediante mSAXS y reacción de producción de estireno. El capítulo noveno resume las conclusiones generales obtenidas. Respecto a los resultados experimentales, esta tesis se ha estructurado en dos grandes partes. La primera parte versa sobre la preparación de fibras de carbón activadas mediante activación física con CO2 y activación química con NaOH y KOH, y además caracterización mediante mSAXS (sincrotrón ESRF Grenoble, Francia). Los materiales con distinto orden estructural empleados revelan un comportamiento diferente para el KOH y NaOH. Con el KOH se obtienen rendimientos mayores que con NaOH. El KOH desarrolla máñs porosidad en materiales desordenados que el NaOH, y el NaOH desarrolla más porosidad que el KOH en materiales más desordenados. El K formado puede insertarse entre las láminas grafíticas y aumenta la separación entre ellas, lo que favorece la activación posterior del hidróxido. El K se inserta mejor en materiales ordenados y por eso es mejor agente activante que el NaOH cuando el precursor es más ordenado. La técnica de mSAXS proporciona información sobre la distribución de la porosidad a lo largo del diámetro de la fibra y sobre el mecanismo de activación química. Tanto el KOH como el NaOH penetran hasta el centro de la fibra y son capaces de desarrollar la porosidad homogéneamente a lo largo de toda la fibra. La segunda parte trata sobre la aplicación de las fibras de carbón activadas (preparadas en la parte anterior y otras comerciales) en la reacción de deshidrogenación oxidativa de etilbenceno a estireno. Se han estudiado las distintas variables que afectan a la reacción: porosidad, química superficial, adición de K y Ca, etc. La cantidad de grupos oxigenados tipo CO (especialmente carbonilo y quinona) determina en gran medida la activación catalítica. La adición de K o Ca evita en gran medida la desactivación que ocurre como consecuencia del depósito carbonoso que se forma. Además se han caracterizado mediante XPS-UPS cuasi in situ y XPS in situ a ¿alta presión? (sincrotrón BESSY II Berlín, Alemania) los cambios que se producen en la superficie del catalizador durante el transcurso de la reacción. Los resultados obtenidos confirman que el mecanismo de reacción transcurre a través de una reacción rédox entre pares carbonilo/hidroxilo y estireno/etilbenceno.
