Estudio de la desactivación de Co- y Pt,Co-Mordenita en la RCS de NOx con CH4

LAURA GUTIERREZ, MARÍA A. ULLA, EDUARDO A. LOMBARDO, ANITA KOVÁCS, FERENC LÓNYI, JÓZSEF VALYON.

Foz de Iguazú, Brasil

Congreso; 13 º Congresso Brasileiro de Catálise, 3º Congresso de Catálise do Mercosul; 2005

La actividad catalítica de Co- y Pt,Co-mordenita para la RCS de NOx con metano decrece cerca de 50% luego de un período prolongado en reacción con 10% de agua. Los resultados de adsorción de N2, DRX y espectroscopia Raman sugieren que la pérdida de actividad no estaría asociada a la desaluminización de la zeolita ni a la formación de grandes cantidades de Co3O4. Los espectros de adsorción de piridina revelaron una significativa concentración de sitios ácidos Brönsted y Lewis en los sólidos frescos. La acidez Brönsted se asoció a los grupos OH de la mordenita formados a partir de la disociación heterolítica del agua debido al campo eléctrico alrededor de los iones Co2+. Durante la reacción ambas especies ácidas decrecen fuertemente. Esta caída de acidez se debería a la migración de los iones Co2+ hacia posiciones más ocultas de la estructura zeolítica, no accesibles para la piridina y coordinados a los átomos de oxígeno de la red. Los espectros DRIFT de adsorción de N2 a alta presión y los resultados de TPR de H2 brindaron más evidencias sobre la asociación de la desactivación con el proceso de migración de los cationes activos. Co- and Pt,Co-mordenite catalysts were found to lose about 50% of their initial NO-reduction and CH4 -oxidation activity during a long catalytic NOx-SCR test. Adsorption capacities for N2, X-ray diffraction, and Raman spectroscopic results suggest that the activity loss cannot be explained by either mordenite dealumination or extensive Co3O4 formation. Infrared spectra of the adsorbed pyridine showed that fresh catalysts have strong Brönsted and Lewis acidity. The Brönsted acidity was attributed to bridging OH groups of the mordenite, formed from H2O by heterolytic dissociation in the electric field around the Co2+ ions. During the catalytic reaction, a large fraction of both kinds of acid sites was lost. The drop of acidity and catalytic activity was explained by migration of the Co2+ ions to lattice positions where the ion is not accessible by pyridine and is co-coordinated by framework oxygen atoms only. High-pressure DRIFTS spectra of adsorbed N2 and H2-TPR results provided additional evidence of the connection between the deactivation and cation migration processes.