Aplicaciones de los catalizadores y su evaluación a través de análisis de ciclo de vida
DOI:
https://doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol14iss37.2021pp60-72pPalabras clave:
RSU, catalizadores, evaluación ambiental, ACVResumen
En los próximos años, el uso de catalizadores sigue aumentando, ya que desempeña un papel importante en la fabricación de productos básicos, petroquímicos, químicos, farmacéuticos y alimenticios, además de servir como una herramienta para la mejora el rendimiento de las nuevas tecnologías energéticas. Por otro lado, los procesos de síntesis de catalizadores generan residuos en los laboratorios y fábricas, convirtiéndose en un desafío ambiental debido a su composición particular. En este contexto, se pueden utilizar herramientas como el análisis de ciclo de vida (ACV) para cuantificar los impactos ambientales e identificar los puntos débiles, que deberán ser mitigados. Por lo tanto, en esta revisión, se evaluaron tres catalizadores: Zn, Pd, Pt, al igual que sus impactos ambientales. Finalmente, se encontraron algunos de los usos potenciales en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y el aumento en el rendimiento de la producción de energía y urea, así como el aumento del rendimiento en el gas total y de hidrógeno; también se consideró el uso de los residuos de base como catalizadores, por ejemplo, en la industria del petróleo y las cenizas generadas durante los procesos de combustión de residuos sólidos urbanos (RSU), neumáticos y carbón
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Referencias
Abdullah, B., N.A. Abd Ghani y D.-V.N. Vo (2017). Recent advances in dry reforming of methane over Ni-based catalysts, Journal of Cleaner Production, 162, 170-185. doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.05.176
Abdelkareem, M.A., et al., (2018). Ni-Cd carbon nanofibers as an effective catalyst for urea fuel cell, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(1), 332-337. doi.org/10.1016/j.jece.2017.12.007
Acevedo J., Arenas E., Zapata Z. y Posso F., (2019). La importancia de los catalizadores en la gasificación de biomasa: Una revisión de la literatura, Desarrollo e inovación en ingeniería, 4, 153-171. doi:10.5281/zenodo.3787679.
Agarski, B., et al., (2017). Comparative life cycle assessment of Ni-based catalyst synthesis processes. Journal of Cleaner Production, (pp.7-15). doi:10.1016/j.jclepro.2017.06.012
Ahmed, T., et al., (2018). Investigation of Ni/Fe/Mg zeolite-supported catalysts in steam reforming of tar using simulated-toluene as model compound, Fuel, 211, 566-571. doi.org/10.1016/j.fuel.2017.09.051
Akcil, A. et al. (2015) "A review of metal recovery from spent petroleum catalysts and ash", Waste Management, 45, pp. 420-433. doi: 10.1016/j.wasman.2015.07.007.
Al-Rahbi, A. S. y Williams, P. T. (2019) "Waste ashes as catalysts for the pyrolysis-catalytic steam reforming of biomass for hydrogen-rich gas production", Journal of Material Cycles and Waste Management. Springer Japan, 21(5), pp. 1224-1231. doi: 10.1007/s10163-019-00876-8.
Asencio I., Rincón J., Camarillo R. y Martín A., (2008). RECICLADO DE CATALIZADORES DE AUTOMÓVILES ANÁLISIS DE LAS TÉCNICAS ACTUALES Y PROPUESTAS DE FUTURO, Red Iberoamericana en gestión y aprovechamiento de residuos. Recuperado de: http://www.redisa.net/doc/artSim2008/tratamiento/A3.pdf
Bobba, S., et al. (2016), LCA of tungsten disulphide (WS2) nano-particles synthesis: state of art and from-cradle-to-gate LCA, Journal of Cleaner Production, (Supplement C), 1478-1484. doi: 10.1016 / j.jclepro.2016.07.091
Brown A., (2005). Consideraciones sobre el estudio de catálisis homogénea y heterogénea, ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 39(1), 10-14. Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/2231/223120659002.pdf
Castells, X. (2012). Reciclaje de residuos industriales "Residuos sólidos urbanos y fangos de depuradoras" (Segunda ed.). Madrid, España: Diaz de Santos. Obtenido de https://books.google.com.ec/books/about/Reciclaje_de_residuos_industriales.html?id=8yWSZEbQSXgC&printsec=frontcover&source=kp_read_button&redir_esc=y#v=onepage&q=Hidrotratamiento&f=false
Chen, S., et al, (2018). Study of catalytic hydrodeoxygenation performance of Ni catalysts: Efectos del método preparado, Renewable Energy, 115, 1109- 1117. doi.org/10.1016/j.renene.2017.09.028
Chorkendorff I. y Iemantsverdriet J., (2003), Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, Weinheim, Alemania, WILEY- VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, (pp: 377).
Christou S.Y., Birgersson H., Efstathiou A.M., (2007). Reactivation of severely aged commercial three-way catalysts by washing with weak EDTA and oxalic acid solutions. Applied Catalysis B: Environmental, 71 (3-4), 185-198. Doi: 10.1016/j.apcatb.2006.09.008
Cole-Hamilton D. J. y Tooze R. P., (2006) Catalysis by Metal Complexes Volume 30, de CATALYST SEPARATION, RECOVERY AND RECYCLING Chemistry and Process Design, Dordrecht, Holanda, Springer, (pp: 206-209).
Damyanova, S., et al, (2018). Structure and surface properties of ceria-modified Ni- based catalysts for hydrogen production, Applied Catalysis B: Ambiental, 225, 340-353. doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.12.002
Domènech X. y Peral J., (2012), Química Ambiental de sistemas terrestres, CAPÍTULO 4 Comportamiento y destino de los contaminantes en los sistemas terrestres, Barcelona, España, Reverté. S.A., (pp: 152). Recuperado de: https://books.google.com.ec/books?id=S4bjFOEXRzMC&pg=PA180&dq=X.+Dom%C3%A8nech+y+J.+Peral+Comportamiento+y+destino+de+los+contaminantes+en+los+sistemas+terrestres&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjnx8LF4K7wAhXDc98KHXJtBXoQ6AEwAHoECAAQAg#v=onepage&q=X.%20Dom%C3%A8nech%20y%20J.%20Peral%20Comportamiento%20y%20destino%20de%20los%20contaminantes%20en%20los%20sistemas%20terrestres&f=false
Feijoo, S., et al, (2017). Comparative life cycle assessment of different synthesis routes of magnetic nanoparticles, Journal of Cleaner Production, 143, 528-538. doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.079
Hanindriyo, A.T., et al., (2017). Computational Design of Ni-Zn Based Catalyst for Direct Hydrazine Fuel Cell Catalyst Using Density Functional Theory, Procedia Engineering, 170, 148-153. doi.org/10.1016/j.jece.2017.12.007
Hernández C. (2018), Repositorio Digital Universidad Técnica del Norte. Recuperado de: http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/8090/2/ARTÍCULO.pdf
Hernández S. y Diaz M. d. L., (2018). EVALUACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL DE PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL MEDIANTE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA, Revista internacional de contaminación ambiental, 34 (3), 453-465. doi: 10.20937/rica.2018.34.03.08
Hill, J.M., Sustainable and/or waste sources for cataysts: porous carbon development and gasification. Catalysis Today, 2017. 285: p. 204-210
Hirano, T. y Xu, Y., (2017). Catalytic properties of a pure Ni coil catalyst for methane steam reforming, International Journal of Hydrogen Energy, 42(52), 30621-30629. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.10.135
Huang, S., et al., (2017). Reductive de-polymerization of kraft lignin with formic acid at low temperatures using inexpensive supported Ni-based catalysts, Fuel, 209, 579-586. doi.org/10.1016/j.fuel.2017.08.031
Jin, E. (2012), LIFE CYCLE ASSESSMENT OF TWO CATALYSTS USED IN THE BIOFUEL SYNGAS CLEANING PROCESS AND ANALYSIS OF VARIABILITY IN GASIFICATION, Oklahoma, United State. Recuperado de: https://shareok.org/bitstream/handle/11244/14910/Jin_okstate_0664M_13506.pdf?sequence=1
Lee T.J., y Kim Y.G., (1984). Redispersion of Supported Platinum Catalysts. J. Catal. 90 (2), 279-291. doi: 10.1016/0021-9517(84)90256-2
Luque R., (2010). Catalizadores de diseño para la producción de compuestos químicos, Dialnet, 106(4), 296-303. Recuperado de: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=3347192
Mathers, R.T. y Meier, M.A.R., (2011). Green Polymerization Methods: Renewable Starting Materials, Catalysis and Waste Reduction, Wiley. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.10.135
Mu, D., et al, (2010). Comparative life cycle assessment of lignocellulosic ethanol production: biochemical versus thermochemical conversion, Environ Manage. 46(4): p. 565-578. Recuperado de https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00267-010-9494-2
Peng, P., et al., (2017), Ru-based multifunctional mesoporous catalyst for low-pressure and non-thermal plasma synthesis of ammonia, International Journal of Hydrogen Energy, 42(30), 19056-19066. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.06.118
Petkovic L.M., Ginosar D.M., Burch K.C., (2005). Supercritical Fluid Removal of Hydrocarbons Adsorbed on Wide-Pore Zeolite Catalysts. J. Catal, 234 (2), 328- 339. doi: 10.1016/j.jcat.2005.06.027
Regalbuto J., (2007), CATALYST PREPARATION Science and Engineering, Boca Raton, Estados Unidos, CRC PressTaylor & Francis Group, (pp: 449-451).
Reza, O. A., y Zanella., R. (2011). “Síntesis, caracterización y pruebas de actividad de catalizadores compuestos de nanopartículas de oro soportadas en TiO2 dopado con Itrio y Cobalto”. Obtenido de NanoMe'11 es el IV Encuentro Internacional e Interdisciplinario en Nanociencia y Nanotecnología organizado por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) Recuperado de: https://www.ceiich.unam.mx/nanomex2011/MemoriasNanomex/obt%20y%20caract%20PDF/56-OR.pdf
Suárez, D., Coral, K., y Gallegos, W. (2017). strategias de gestión ambiental para el manejo y disposición final del catalizador gastado de la unidad de craqueo catalítico fluidizado (FCC) generado en una refinería estatal de Ecuador. Revista de la Universidad Internacional del Ecuador, INNOVA Research Journal , 28-44.
Thompson D.N., Ginosar D.M., Burch K.C., (2005). Regeneration of a Deactivated USY Alkylation Catalyst Using Supercritical Isobutane. Applied Catalysis A: General, 279(1-2), 109-116. doi: 10.1016/j.apcata.2004.10.018
Torres, E. y. Méndez A. (2014). Biocatálisis Ambiental: Detección, cuantificación y tratamiento de. BUAP, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México. Recuperado de: https://icuap.buap.mx/sites/default/files/revista/2014/01/biocatalisis.pdf
Umile, T.P., (2015), Catalysis for Sustainability: Goals, Challenges, and Impacts. 8 Life Cycle Thinking Informs Catalysis Choice and Green Chemistry. CRC Press. Recuperado de: https://scholar.google.com.ec/scholar?q=Catalysis+for+Sustainability:+Goals,+Challenges,+and+Impacts.+8+Life+Cycle+Thinking+Informs+Catalysis+Choice+and+Green&hl=es&as_sdt=0&as_vis=1&oi=scholart
Yaseneva, P., et al., Efficient reduction of bromates using carbon nanofibre supported catalysts: Estudio experimental y de evaluación comparativa del ciclo de vida. Chemical Engineering Journal, 2014. 248: p. 230-241. doi:10.1016/j.cej.2014.03.034
Zanella R., (2014). Aplicación de los nanomateriales en catálisis*, Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 7 (12), 66-82. Recuperado de https://repositorio.unam.mx/contenidos/57163
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