Caracterización y estudio de las vacancias de oxígeno superficiales en materiales Ce1-xPdxO2-d (0.01 < x < 0.05)

TORRES, Y.M.; PRADO, A.; ZIMICZ, M. G.; PRADO, F. D.; SÁNCHEZ, M.D.

San Carlos de Bariloche

Congreso; 107° Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

Asociación Física Argentina - Filial Bariloche

El estudio de supercies en oxidos metalicos incluye como parte fundamental, el analisis de los diferentes tipos de defectos presentes en la red. Los defectos gobiernan en gran medida las propiedades electrónicas de los oxidos, ofrecen sitios de reaccion para atomos y moleculas y sirven como centros de carga que controlan el carácter donante o aceptor del material [1]. Las vacancias, especialmente las vacancias de oxgeno, son los tiposde defectos mas estudiados en oxidos, ya que se consideran como el principal defecto supercial qumicamente activo [2]. Ademas, es sabido que, en los oxidos reducibles, la incorporacion de un metal noble por sustitucion en su estructura, promueve la generacion de vacancias de oxgeno debido a la busqueda de la electroneutralidad.Entre los oxidos mas estudiados, el CeO2 es particularmente interesante, ya que puede crear facilmente vacancias de oxgeno cuando ocurre la reduccion de Ce+4 a Ce+3. Estudios recientes demuestran que, el paladio es uno de los metales promotores de esta reduccion, logrando efectos redox en la ceria a temperaturas menores a 300C [3].En este trabajo, se sintetizaron materiales de composicion Ce1-xPdxO2-d con x =0, 0.01, 0.03 y 0.05, a traves del metodo de complejacion de cationes con acido ctrico. La caracterizacion estructural fue realizada mediante XRD, UV-Vis y RAMAN, y la caracterizacion supercial a traves de XPS. Los catalizadores fueron sometidos a pretratamientos de reduccion y reduccion seguida de calcinacion a 300C.Los analisis DRX, pre- y post-tratamiento (in situ), mostraron cambios en el tama~no de cristalita y el parametro de deformacion (strain). En las muestras sin tratamiento, se encontro una segregacion de la fase PdO para x =0.05.Estos resultados fueron corroborados mediante espectroscopa Raman donde se observaron cambios en la banda F2g de la ceria, asociados al desorden en la red debido a los defectos de vacancias de oxgeno [4], y la aparicion de la banda de vibracion del enlace Pd-O para x =0.05. Los estudios de XPS, pre- y pos-tratamiento (in situ), dan cuenta de la existencia y evolucion de diferentes especies de Pd y de su efecto promotor de la reaccion redoxen la ceria a bajas temperaturas. Estos resultados en su conjunto dan cuenta de la potencialidad del uso de estos materiales como catalizadores de reacciones en las cuales: la baja temperatura, la alta dispersion metalica y la reducibilidad del soporte, cumplenun rol fundamental en la performance cataltica.[1] N. Nilius, et al. Defects at Oxide Surfaces (2015) 29-80. Springer, Cham.[2] B. Yoon, et al. Science 307 (2005) 403-407.[3] E.B. Fox, et al. Topics in Catalysis 49.1 (2008) 89-96.[4] P. Sudarsanam, et al. Langmuir 32.9 (2016) 2208-2215.