Difusividad efectiva de ciclohexano en pastillas de silice SBA-16 obtenida por espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR)

Abstract

RESUMEN: La utilización de sílices mesoporosas ordenadas en procesos de adsorción que involucran transporte difusivo de masa es un tema de interés. La sílice SBA-16 es un material que presenta un arreglo cúbico 3D de mesoporos interconectados. En la preparación de estas sílices se busca obtener estructuras porosas que permitan un adecuado transporte de las sustancias para maximizar la eficiencia de los procesos. Por lo tanto, es importante cuantificar la propiedad de transporte en estos materiales. Esta cuantificación se realiza mediante el coeficiente de difusión efectiva o difusividad efectiva (De), para lo cual se han utilizado diferentes técnicas experimentales y de simulación computacional. En este trabajo se emplea la técnica experimental espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) para la determinación de los coeficientes de difusión efectiva del hidrocarburo ciclohexano en la sílice SBA-16 a diferentes temperaturas y velocidades de flujo. Los coeficientes obtenidos se encuentran en el intervalo comprendido entre 5,5x10-14 y 8,4x10-14 m2s-1. Estos resultados son consecuentes con valores reportados en la literatura para este tipo de materiales pero utilizando la técnica cromatográfica longitud de columna cero.

ABSTRACT: The use of ordered mesoporous silica in adsorption processes that involve diffusive mass transport is a topic of current interest. SBA-16 is a porous material that exhibits a 3D cubic arrangement of interconnected mesopores. On preparing these materials, one seeks porous structures that allow for proper transport of substances in order to optimize process efficiency. Thus, quantification of transport properties is a must. Quantification is obtained by measuring the diffusion coefficient (Dc) for which, a number of experimental and computational techniques exist. In this work, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) is used to determine the effective diffusion coefficient of n-hexane through the porous structure of SBA-16 as a function of temperature and flow rate. The experimental diffusion coefficients are in the range 5.5x10-14 to 8.4x10-14 m2s-1. These results are consistent with data obtained by the zero length chromatography method.