Estudio de la Capacidad de Adsorción de NO Sobre CoHMordenita

L.B. GUTIERREZ; E.E. MIRÓ; A.A. FESER; J.P. BORTOLOZZI; M.A. ULLA

Termas de Rio Hondo

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Catalizadores de tipo CoHZeolitas se han estudiado extensivamente para la Reducción Catalítica Selectiva (RCS) de NOx con metano en exceso de oxígeno. Sin embargo algunos aspectos aún no se han dilucidado. En este trabajo se plantea el estudio de la capacidad de adsorción de NO sobre distintos tipos de especies de Co dentro de una estructura zeolítica. Para ello se prepararon por intercambio iónico sobre NH4-MORDENITA (Si/Al = 6.5) sólidos con 8.85, 2.91, 2.45 y 1.15 %p de cobalto. Es conocido que el tipo de especies formadas dentro de la estructura depende de los pretratamientos, por ello los sólidos se evaluaron y caracterizaron luego de ser tratados en distintas atmósferas: He (400ºC), O2 (400ºC) e H2 (350ºC). Las técnicas empleadas fueron: Reducción con Temperatura Programada (RTP), Desorción con Temperatura Programada (DTP) y Espectroscopía Infrarroja (FTIR) con NO como molécula sonda. Entre los resultados obtenidos se observó que el perfil de reducción (RTP) de Co8.85HMOR presenta tres picos: a 350, 680 y 850ºC atribuidos a Co3O4, iones oxo-Co y Co2+ en posiciones de intercambio dentro de la matriz zeolítica respectivamente. Los perfiles de Co2.45HMOR y Co1.15HMOR presentaron sólo el pico a alta temperatura sugiriendo que la mayoría del cobalto se encuentra intercambiado dentro de la red. Sin embargo Co2.91HMOR presenta dos picos: uno a 295ºC además del correspondiente a Co2+ (505ºC) indicando la presencia de baja cantidad de óxidos de cobalto. Los resultados de DTP de NO mostraron que la relación de NO adsorbido por mol de Co en la muestra con 8.85% de Co resultó menor a uno (NO/Co = 0.55) para todos los tratamientos. Además esta relación en Co2.91HMOR resultó menor que la correspondiente a Co2.45HMOR. Esto sugiere que la capacidad de adsorción de NO no sólo depende de la relación Co/Al y de los pretratamientos sino también de la existencia de óxidos de Co. La presencia de estos óxidos (Co3O4) afecta negativamente la conversión de NO a N2 debido a que favorece la combustión de metano. Dichas especies probablemente bloqueen los principales canales de la mordenita y/o formen islas de Co sobre la superficie de la zeolita, disminuyendo la cantidad de cobalto activo. Esto se manifestó con la baja actividad catalítica alcanzada por el sólido Co8.85HMOR. Los espectros de FTIR mostraron que las especies superficiales de NO presentes son dinitrosilo y mononitrosilo. Su estabilidad y cantidad relativa dependen de las especies de Co presentes y de los pretratamientos. El calentamiento en He o H2 induciría a la estabilización de Co intercambiado en sitios menos accesibles a los gases, mientras que la calcinación con O2 involucraría una movilización de Co hacia sitios más accesibles.