Caracterización de cubrimiento catalítico Sr/La2O3 sobre monolito de cordierita mediante SEM y EDS

ALICIA V. BOIX; BRENDA M. V. SOLLIER; LETICIA E. GÓMEZ; EDUARDO E. MIRÓ

La Falda, Córdoba

Congreso; 5 Congreso Argentino de Microscopia; 2018

Universidad Nacional de Córdoba

En este trabajo se estudiaron cubrimientos de catalizadores estructurados preparados conSr/La2O3, empleados en la reacción de acoplamiento oxidativo de metano. Dicha reacción tiene porobjetivo la obtención de etano o etileno, a partir de metano y oxígeno. En primer lugar seevaluaron catalizadores en polvo Sr(5%)/La2O3, y luego catalizadores estructurados, donde sedepositó un film catalítico de Sr(5%)/La2O3 sobre las paredes de un monolito cerámico decordierita. Notablemente se observó un marcado incremento de la conversión y de la selectividadal evaluar este último, y más aun luego de permanecer más de 100 horas en reacción. Por estemotivo se decidió analizar si tanto la estructura monolítica como así también los componentes dela cordierita favorecieron el desempeño catalítico de este catalizador.Mediante Microscopia Electrónica de Barrido se observaron los cubrimientos de los catalizadoresmonolíticos antes y después de ser utilizado en reacción. La Figura 1 exhibe la vista superior de uncanal y su magnificación (B), la sección transversal del canal (C) y su magnificación (D). Estasimágenes muestran un film homogéneo, donde se identifica al La2O3 dentro de los macroporos dela cordierita, el cual hace posible el anclaje del cubrimiento al sustrato. Los resultados indicaronque luego de su utilización en la reacción, la capa catalítica permaneció adecuadamente unida a lacordierita, y además no se observaron diferencias morfológicas apreciables con el film delcatalizador antes de ser utilizado en la reacción. Por otro lado, la Figura 1 E muestra la variaciónde la concentración atómica de los diferentes elementos presentes en la cordierita y en el filmcatalítico en un corte transversal, llevado a cabo mediante EDS sobre el catalizador que fueutilizado en reacción por más de 100 horas. Este experimento se realizó para obtener informaciónde la evolución de la concentración atómica de las diferentes especies a lo largo del perfil.Realizando un seguimiento de la concentración de Sr se observa que la misma permanececonstante tanto en la cordierita como en el film catalítico. Además, las concentraciones de loselementos constitutivos de la cordierita (Al, Si y Mg) resultaron prácticamente invariables alanalizar la zona de este sustrato, mientras que en el film catalítico, si bien éstas son más bajas, noson nulas. Posiblemente durante el proceso de calcinación del catalizador a 850°C y durante lareacción se produjo una migración de estos elementos hacia la superficie. Este hecho ocasionó un2/3efecto positivo para esta reacción ya que componentes como el MgO proporcionan un grado debasicidad al catalizador, lo cual favorece el proceso catalítico. Además, el estroncio, distribuido enambas zonas, podría ser el responsable de la generación de vacancias en los óxidos quecomponen la fase activa promoviendo también esta reacción.