Estudio de la incorporación de Co en MCM41 en la purificación de H2

ASPROMONTE SOLEDAD GUADALUPE; MARTIN MIZHARI; JOSÉ RAMALLO LÓPEZ; E. ALONSO; A. BOIX

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental, II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

Una estrategia importante y eficaz para el diseño de catalizadores implica la deposición de nanopartículas catalíticamente activas y de alta dispersión en soportes mesoporosos1. En este trabajo, se utiliza una amplia gama de técnicas de caracterización para comprender la naturaleza de las especies de Co incorporadas por distintos métodos: (i) impregnación a humedad incipiente (iwi), (ii) intercambio iónico con el template (TIE) y (iii) deposición reactiva con CO2 supercrítico (scCO2).Mediante isotermas de adsorción/desorción de N2 y SAXS, se observó que se obtuvo un soporte MCM41 con alto ordenamiento hexagonal mesoporoso, de alta superficie específica (1295 m2g-1) y volumen de poro (0,5 cm3g-1). La incorporación de 5% Co ocasionó un corrimiento del pico principal obtenido por SAXS (2θ=2,2º) hacia mayores valores. Esto se observó para todos los métodos e indica una pérdida del ordenamiento relativo a los mesoporos y se atribuye a la disminución de densidad de electrones entre la pared y volumen de poro.A través de EXAFS y XANES se observó que las muestras preparadas por impregnación y TIE difieren de la sintetizada mediante scCO2. Las oscilaciones EXAFS de las dos primeras muestran dos picos en la transformada de Fourier a 1,5 y 3,0 Å, debido a que existen dos esferas de coordinación alrededor de los átomos de Co que corresponden a un primer y segundo vecino de átomos de oxígeno y silicio, respectivamente. Estos resultados indican que los átomos de Co se incorporan en la estructura MCM41, ocupando sitios de Si tetraédricos2. En cambio, el catalizador Co/sc presenta una sola contribución a 1,5 Å y señales más complejas por encima de 2 Å lo que indicaría una mezcla de especies de cobalto. En este sentido, se analizó por XANES (Fig. 1) y se observó que una combinación de los espectros de Co3O4 y Co/iwi en una relación 30:70. Mediante XPS y UV-Vis se obtuvieron resultados similares.Además, estos catalizadores se evaluaron en la oxidación total de CO a CO2 y en atmósfera reductiva. La actividad catalítica obtenida sigue el siguiente orden: Co/sc > Co/tie > Co/iwi, siendo que la muestra Co/sc presentó una conversión máxima de 100 % y 63 % a 250 ºC, respectivamente.