[en] New advances in three-dimensional (3D) printing have made such manufacturing technique suitable for a wide range of applications. The relatively short time to obtain complex geometries, the possibility to control the material usage and lower the energy consumption, are some of the principal characteristics that make the additive manufacturing (AM) an innovative technique to design and produce final parts. Nowadays, what makes the AM and in particular the direct ink writing (DIW) technology stands out among the conventional manufacturing techniques is the possibility to print ceramic materials with lower production costs. The combination of the outstanding properties of these materials and the possibility to create complex geometries with them, lead to a more popular usage of ceramic materials in technologic applications, such as bioengineering, chemistry, energy, among others. In this sense, in several studies it has been demonstrated that, using printed ceramic catalysts has improved catalytic conversions. DIW isin fact able to produce catalysts with large exposed surfaces with continuous and predictable airflow through the reactor. Within the aforementioned information, the purpose of this Bachelor's project is to enhance the catalytic performance of alumina 3D printed catalysts with a surface modification process though chemical etching. The objective is to obtain a controlled and interconnected porosity on the catalysts surface, in order to increase the internal surface area available for the reaction and the residence time of the reactants into the catalyst. To do so, hydrofluoric acid (HF) was used to etch the alpha alumina (-Al2O3) surface. To study the effect of HF on -Al2O3, samples obtained by means of conventional methods like cold isostatic pressing were etched with HF under both different concentrations (5, 20 and 40 M) and times. The optimal etching conditions were determined analysing the changes in density and roughness of each sample, with the usage of an optical profilometer. Afterwards, cubic geometries with 100% infill were printed and etched with the three optimal etching conditions obtained; one per each investigated concentration. The density, surface roughness, porosity and the mechanical properties in terms of Vickers hardness and indentation fracture toughness have been investigated and compared with those obtained for no-etched samples. Finally, rectilinear catalysts with 50% infill were printed and etched with the same conditions as mentioned above and subsequently the catalysis reaction of dehydrogenation of ethanol were carried out. The catalytic performance was studied in a range of temperatures from 200 to 600°C. The optimal etching time for HF concentration of 5, 20 and 40M are 48, 24 and 5 hours, respectively. The optimal etching condition is with [HF] = 40M, since it shows the greatest increase of the average roughness, which suggest that a controlled porosity have been generated on the surface of the samples. Although these results, the surface modification process by means of chemical etching has not shown improvement on the catalytic performances of the -Al2O3 catalysts.

[es] Los nuevos avances en la impresión en tres dimensiones (3D) han permitido que esta técnica de fabricación sea la adecuada para una amplia gama de aplicaciones. El reducido tiempo para obtener geometrías complejas, la posibilidad de controlar el uso de material y el bajo consumo de energía, son algunas de las principales características que hacen que la fabricación aditiva (AM) sea una técnica innovadora para diseñar y producir piezas finales. Hoy en día lo que hace que la AM, y en particular la tecnología direct ink writing (DIW), se destaque entre las tecnologías convencionales de fabricación es la posibilidad de imprimir materiales cerámicos con bajos costes de producción. La combinación de sus destacadas propiedades y la posibilidad de crear geometrías complejas con ellos, lleva a un uso más popular de los materiales cerámicos en aplicaciones tecnológicas, como bioingeniería, química, energía, entre otras. En este sentido, en varios estudios se ha demostrado que usar catalizadores cerámicos impresos mejora las conversiones catalíticas. Mediante la DIW es posible producir catalizadores con amplias superficies expuestas con un continuo y predecible flujo de gas en el reactor. Dentro de la información mencionada, el objetivo de este proyecto final de grado es mejorar las prestaciones catalíticas de catalizadores de alúmina impresa mediante un proceso de modificación superficial con ataque químico. El objetivo es obtener una porosidad controlada e interconectada en la superficie del catalizador, para aumentar la superficie interior disponible y el tiempo de residencia de los reactivos en el catalizador. Para hacerlo, se ha usado ácido fluorhídrico (HF) para atacar la superficie de la alpha alúmina (-Al2O3). Para estudiar el efecto del HF sobre la -Al2O3, las muestras obtenidas mediante prensado isostático en frio se han atacado con diferentes concentraciones (5, 20 y 40 M) y tiempos. Las condiciones óptimas de ataque se han determinado analizando los cambios en la densidad y rugosidad de cada muestra, usando un perfilómetro óptico. A continuación, se han impreso geometrías cúbicas con un 100% de relleno y se han atacado con las tres condiciones óptimas de ataque obtenidas, una para cada concentración investigada. La densidad, la rugosidad, la porosidad y las propiedades mecánicas, en términos de dureza Vickers y resistencia a la fractura, se han analizado y comparado con los resultados obtenidos para muestras no atacadas. Finalmente se han impreso catalizadores rectilíneos con un 50% de relleno y se han atacado con las mismas condiciones mencionadas anteriormente y posteriormente, se ha realizado la reacción catalítica de deshidrogenación de etanol. Las propiedades catalíticas se han estudiado en un rango de temperaturas entre 200 y 600oC. El tiempo de ataque óptimo para las concentraciones de 5, 20 y 40 M es de 48, 24 y 5 horas, respectivamente. La condición óptima de ataque es la de 40 M, ya que muestra el mayor aumento de rugosidad, lo que sugiere que se ha formado una porosidad controlada en la superficie de la muestra. A pesar de los resultados obtenidos, el proceso de modificación superficial mediante ataque químico no muestra una mejora en las prestaciones catalíticas de los catalizadores de -Al2O3.