Estudio de las propiedades redox de nanocatalizadores de Ce0.9Zr0.1O2

M.G. ZIMICZ; D.G. LAMAS; LARRONDO S.A.

Buenos Aires

Congreso; VI Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2010

En este trabajo presentamos la caracterización de las propiedades redox del óxido mixto de Ce-Zr de composición Ce0.9Zr0.1O2, sintetizado a través del proceso de gelificación-combustión, utilizando la ruta estequiométrica con diferentes aminoácidos como combustible. Este proceso nos ha permitido obtener un óxido nanoestructurado con tamaños de cristalita de aproximadamente 9 nm, tamaño de partícula entre 20 y 180 nm, superficies específicas comprendidas entre 45 y 4 m2.g-1, dependiendo todas estas características del aminoácido utilizado como combustible. Estos sólidos han sido previamente evaluados como catalizador en la oxidación total de metano, mostrando un comportamiento redox diferente de acuerdo con el diferente tamaño de partícula. En el presente trabajo se presenta la caracterización de su comportamiento redox utilizando la técnica de reducción a temperatura programada (TPR) con hidrógeno (H2) diluido en helio (He). Se obtiene un perfil de consumo de hidrógeno en función de la temperatura que constituye una huella digital del proceso de interacción del hidrógeno con la superficie que da lugar a la reducción del óxido y la oxidación del hidrógeno a agua. Además, se realizaron ensayos de espectroscopía de absorción de rayos-X cerca del borde de absorción (XANES) in situ para el borde LIII del Ce, bajo un flujo de H2:He (5:95) y con variación de la temperatura desde temperatura ambiente hasta 800°C, con una velocidad de calentamiento de 10°C/min, de manera de reproducir las condiciones del ensayo tradicional TPR. Asimismo se estudio el proceso de enfriamiento y la posterior reoxidación del sólido. Los ensayos se llevaron a cabo en la línea D06A-DXAS del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS), Campinas, Brasil. La línea D06A-DXAS es una línea dispersiva equipada con monocromador de Si(111) y un image-plate para colectar el espectro de absorción. Se comparan los resultados obtenidos por la técnica tradicional de TPR con los observados en los ensayos XANES in situ. Así, se obtuvieron las temperaturas de inicio y finalización de la reducción del Ce, como la proporción de Ce3+/Ce4+ presentes en los sólidos. Con este estudio se logró un mejor entendimiento de los mecanismos que ocurren durante el proceso de reducción del óxido.