ESTUDIO DE LA REDUCIBILIDAD DE UN ÓXIDO MIXTO DE CERIO-GALIO

J. VECCHIETTI; S. COLLINS; LAURA BARRIO; DARIO STACCHIOLA; S. BERNAL; A. BONIVARDI

Lanús, Pcia de Buenos Aires, Argentina

Congreso; XXVIII Congreso Argentino de Química; 2010

Asociación Química Argentina

En este trabajo se presenta el estudio de la reducibilidad de óxido mixto de cerio modificado con Ga (Ce/Ga = 75/25 at/at, Ce75Ga25) mediante espectroscopia infrarroja. También se investigó la capacidad de reoxidación de estos materiales con O2 y H2O.Los resultados de reducción a temperatura programada (TPR) con H2 muestran que el Ce(IV) se reduce a Ce(III) a menor temperatura (250 vs. 300 ºC) y en mayor extensión sobre el material Ce75Ga25 que sobre CeO2 puro. Así, el dopado con Ga(III) del óxido de cerio mejora las reducibilidad del mismo. La presencia de una única fase cristalográfica en el caso de Ce75Ga25 fue evidenciada por refinamiento Rietveld de los difractogramas de rayos X respectivos. La reducibilidad de esta última muestra fue verificada mediante DRX in-situ resuelto en el tiempo: la expansión del parámetro de red a 500 ºC fue 3 veces mayor (0.088 vs 0.029 Å) al que se genera por el simple calentamiento de la muestra a idéntica temperatura pero en ausencia de H2. La concentración de especies Ga-H superficiales obtenidas por quimisorción disociativa de H2 sobre Ga2O3 puro crece con el incremento de la temperatura y la posición de la banda ? (Ga-H) a 2000 cm-1  se mantiene constante; mientras que sobre Ce75Ga25 la evolución del área de ésta banda presenta un máximo y un mínimo, y se desplaza a menores números de ondas (1890cm-1  a 450 °C) con el incremento de la concentración de Ce(III). Este último corrimiento de la señal de Ga-H sugiere que el entorno químico de los sitios Ga-H se ha modificado por la presencia de Ce(III). Por otro lado, las evoluciones de las señales IR en experimentos de reducción isotérmicos por DRIFT sobre Ce75Ga25 a 250 y 350 °C (es decir, donde la señal Ga-H presenta un máximo y un mínimo) permite postular el mecanismo de reacción en etapas. La reoxidación del Ce(III) con O2 fue completa a temperatura ambiente en CeO2 como en Ce75Ga25. En cambio, con H2O aproximadamente el 70 % del Ce(III) se reoxida sobre CeO2 a 450 °C, mientras que sobre Ce75Ga25 sólo es posible reoxidar el 40 % del Ce(III).Estos últimos resultados, verificados por DRX in situ resuelto en el tiempo mediante variaciones del parámetro de red, soportan una explicación sobre las diferencias de actividades observadas cuando estos materiales se utilizan como soportes de nanopartículas de oro en las reacciones de WGS y la oxidación de CO.