DRX RESUELTO EN EL TIEMPO DE CATALIZADORES de Au Y Pt SOPORTADOS SOBRE CeGaOx PARA SU APLICACIÓN EN LA PURIFICACIÓN DE H2

JULIA VECCHIETTI, SEBASTIAN COLLINS, ADRIAN BONIVARDI; WENQIAN XU, DARIO STACCHIOLA

Santa Fe

Taller; I Taller de la Asociación Argentina de Cristalografía: Técnicas de Luz Sincrotrón para Caracterización de Materiales; 2012

Se ha investigado la síntesis y actividad catalítica hacia la reacción de desplazamiento de gas de agua (WGS) de los catalizadores de Au y Pt soportados sobre los óxidos mixtos CeGaOx [1]. La reducción in situ mediante XANES mostró que la reducibilidad de los materiales es superior en los óxidos mixtos comparados con la ceria pura. La actividad de los catalizadores conteniendo oro fue superior a los de platino. Por otra parte, el dopaje con Ga muestra un efecto deletéreo sobre la actividad específica de ambos catalizadores metálicos, a pesar de la mejora en la reducibilidad (disponibilidad de oxígeno reactivo) mostrada. Con el objetivo de comprender los resultados de actividad obtenidos para los distintos catalizadores, se estudió la estructura de los mismos durante la reacción de WGS mediante DRX resuelto en el tiempo en modo in operando. La reacción de WGS se llevó a cabo calentando desde temperatura ambiente hasta 350°C (2.5°C/min) bajo la mezcla de reacción (1%CO + 2%H2O). Mediante un refinamiento Rietveld se realizó el seguimiento del parámetro de red de la ceria en función del tiempo. La expansión del parámetro de red, es atribuida principalmente a la reducción de los materiales. Se concluye que durante la reacción los materiales se encuentran reducidos, y que el grado de reducción aumenta al aumentar el contenido de Ga. Por otro lado, se realizaron estudios isotérmicos a 250°C donde se monitoreó el parámetro de red de las muestras bajo distintas atmósferas oxidantes y reductoras. El objetivo del experimento fue analizar la re-oxidación por parte del agua. En la figura se muestra a modo de ejemplo los resultados para los catalizadores de Pt. Se puede observar que al introducir una corriente de 5%H2 se produjo una expansión del parámetro de red tanto en Pt/CeO2, como en PtCe80Ga20, indicando que las muestras se redujeron. Por otro lado, al pasar una corriente de 2%H2O ambas muestras son re-oxidadas completamente, alcanzado los valores de parámetro de red obtenidos al exponer las muestras a O2. Además no se observan diferencias significativas en la velocidad de re-oxidación por parte del agua entre los distintos materiales. Las experiencias isotérmicas de re-oxidación con agua también se realizaron empleando DRIFTS, y espectroscopía de masas, mediante las cuales se obtuvieron conclusiones similares a las obtenidas mediante DRX in situ. Podemos concluir que la difracción de rayos X resuelto en el tiempo, es una técnica poderosa que nos permite analizar el estado de reducción de los materiales bajo distintas atmósferas, incluyendo la de reacción. Las medidas de radiación sincrotrónica se efectuaron sobre la línea X7B del BNL (EEUU).