Proceso Industrial

PROCESO INDUSTRIA

Presentado Por :
Valetina Fonseca B.

Para:
Martin Grey

Grado :
8-1

C.M.A.R.
Sensors based on Ag-doped α-Fe2 O3 for the detection of hydrogen sulfide
Gino Picassoa ; María del Rosario Sun Koub* ; Yennyfert Aguilara ; Alcídez Lópeza ; Manuel Arrueboc
a Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Ingeniería, Av. Túpac Amaru 210, Rímac, Lima -Perú, gpicasso@uni.pe 
b Pontifica Universidad Católica del Perú, Av. Universitaria 1801, San-Miguel, Lima-Perú, msun@pucp.edu.pe 
c Universidad de Zaragoza, Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, c/ Pedro Cerbuna 12, 50009, Zaragoza-España
RESUMEN
En este trabajo se han estudiado sensores basados en nanopartículas de α-Fe2O3, puros y dopados con Ag (con cargas del 0,5 al 5% Wt),preparados por el método de co-precipitación para la detección de sulfuro de hidrógeno. Se usó alúmina como material soporte de los sensores y formvar (poliviniloformal) como material ligante. Los difractogramas XRD revelaron la presencia mayoritaria de la fase α-hematita en todos los sensores. El tamaño promedio de las nanopartículas, determinado mediante micrografías TEM, estuvo entre 30 y 50 nm conpresencia de aglomeraciones de diversos tamaños. Las isotermas BET mostraron que los sensores presentaban una superficie mesoporosa con un área promedio entre 66 y 88 m2/g. En los ensayos, se observó que los sensores dopados con plata presentaban mayor sensibilidad que las muestras no dopadas, revelando el efecto catalítico de la plata en la reacción superficial. Para encontrar las condicionesóptimas de trabajo (temperatura y concentración), para cada sensor se realizaron dos grupos de ensayos: un grupo, realizado en un intervalo de temperatura de 159°C a 388°C a un nivel medio de concentración de 90 ppm, y otro grupo, en un intervalo de concentraciones de 30 a 90 ppm a temperaturas medias de 159, 205 y 251ºC. La muestra dopada con 0,5% de Ag presentó la mayor sensibilidad a lastemperaturas de operación de este trabajo y a una concentración de 90 ppm de sulfuro de hidrógeno, atribuyéndose estos resultados a la presencia de la estructura α-hematita y a la estabilidad térmica del sensor.
Palabras clave: sensores, α-Fe2O3, sulfuro de hidrógeno.

ABSTRACT
In this work, sensors based on undoped α-Fe2O3 and doped with Ag (metal loading ranging from 0,5 to 5% Wt) prepared bycoprecipitation method for the detection of H2S have been studied. Alumina has been used as material support of sensors and formvar (polyvinyl formal) as binder material. XRD patterns of all samples showed typical peaks of α-hematite. Mean particle size of nanoparticles evaluated by TEM was between 30 and 50 nm. BET isotherms showed that sensors presented mesoporous surface with mean surface area between66 and 88 m2 /g. Sample tests of doped sensors with Ag showed higher sensibility than their undoped counterparts revealing catalytic effect of Ag on the surface reaction. In order to find optimal operating conditions (temperature and concentration), two groups of tests have been performed: first one were at constant propane concentration of 90 ppm in a temperature range from 159 °C to 388 °C andthe second one were at constant temperatures of 159, 205 and 251 ºC in a concentration range of 30 to 90 ppm. Doped sensor with 0,5 % Ag presented higher sensibility at all operating temperatures and 90 ppm as hydrogen sulfide concentration and this behavior was attribuible to the presence of α-hematite morphology and higher thermal stability of sensor.
Key words: sensors, α -Fe2O3, hydrogensulfide.
INTRODUCCIÓN
La nanotecnología es una ciencia que permite la manipulación de la estructura de la materia a escala nanométrica (30-50 nm), generando así materiales y estructuras con características diferentes de aquéllos empleados corrientemente. Existen varias técnicas utilizadas para la síntesis de nanopartículas como sol-gel, precipitación, abrasión con láser, entre otras. Todas...