Análisis estructural de óxidos de Mn-Ce y Mn-Ce-Cu

ORIANA D´ALESSANDRO; PAULA VILLABRILLE; GUSTAVO ROMANELLI; MIGUEL ANDRÉS PELUSO; JORGE E. SAMBETH; HORACIO J. THOMAS

Tandil, Buenos Aires, Argentina

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

AQA

Una serie de sólidos de Mn-Ce fueron preparados por la técnica de co-precipitación en medioalcalino, estimándose por análisis EDAX la relación Mn/Ce (0/1; 3/7; 5/5, 7/3 y 1/0). Los sólidos una vez secados fueron impregnados por vía húmeda con una sal de Cu2+ y finalmentesecados a 100 ºC y calcinados a 350 ºC. La concentración de Cu por gramo de catalizador seubicó entre los 37,3 y 38,9 mg. El estudio de los sólidos por Difracción de Rayos X (DRX)previos a la impregnación muestran la presencia de las fases Mn2O3 y Mn5O8 en el sólido 1/0 yestas fases más CeO2 (con estrutura fluorita) en la muestra 7/3. En las otras muestras sólo seobserva la formación de CeO2. El análisis del diámetro de partícula (dp) por el método deSchreer indica que existe una contracción reticular originada por una sustitución catiónica. Porotro lado, los resultados de la Reducción Térmica Programada (RTP) indican que laconcentración de Mn4+ aumenta de la muestra 1/0 a la 3/7 indicando que la interacción Mn-OCe favorece el estado +4 del Mn. En las muestras impregnadas el estudio de DRX señala la formación de una perovskita Cu1+xMn2-xO4 en aquellas con mayor contenido de Mn, junto a CeO2, en la muestra 7/3. En el resto de las muestras sólo se observa CeO2, no detectándose la presencia de CuO. La comparación entre los valores de dp, antes y después de laimpregnación, muestran un ligero aumento de tamaño lo significa que el Cu+2 se incorpora a lasolución sólida. Sin embargo en el análisis por RTP se aprecia un primer pico de reducción atemperaturas entre los 220 y 320 ºC, que depende de la concentración de Mn en la muestra yel cual diferentes autores [1, 2] lo atribuyen a la formación de CuO con una muy altadispersión. Esta alta dispersión ha sido confirmada por medio del estudio de Distribución deElementos Superficiales (DES). Estos sólidos han sido usados como catalizadores en laeliminación de contaminantes orgánicos. En fase gaseosa se analizó su capacidad paradestruir tolueno y etanol, encontrándose muy buenos resultados con el alcohol. En faseacuosa se estudio la eliminación de fenol alcanzándose una conversión del 48 % atemperatura ambiente sin uso de H2O2. Este interesante comportamiento frente loscompuestos oxígenados podría ser consecuencia de de la existencia de dos pares REDOX,Ce+4/Ce+3 y Cu+2/Cu+1 [3] en la solución sólida y a una fuerte interacción Mn-O-Ce queoriginaría oxígenos lábiles capaces de oxidar la molécula orgánica.