Incremento de la estabilidad hidrotérmica de CoHMordenita para la RCS de NOX con CH4 con el agregado de lantano

L. B. GUTIERREZ, L. GÓMEZ, M. C. PÉREZ, E. A. LOMBARDO

La Plata – Argentina

Congreso; XV Congreso Argentino de Catálisis y 4º Congreso de Catálisis del Mercosur; 2007

CINDECA- CONACA-CONICET-UNLP

Se estudia el efecto del agregado de lantano sobre la desactivación hidrotérmica de catalizadores CoHMordenita para la RCS de NOx con CH4. Los sólidos más efectivos fueron aquéllos en el que el agregado de La se realizó después del intercambio de Co, siendo aún más favorable la calcinación intermedia a 500ºC. Luego de ser usados 400 h en reacción a 500ºC con agregado de 10% de H2O, sólo la muestra monometálica CoHMOR acusó la formación de CoOx y movilidad de las especies Co2+ intercambiadas (Raman y TPR). En los difractogramas de DRX se observó que los catalizadores bimetálicos usados conservan la cristalinidad. Los resultados de FTIR sugieren que la presencia de lantano no modifica la estructura y no se produciría la segregación de CoOH fuera de la red. La adsorción de CO monitoreada por FTIR sugiere que en el catalizador usado más estable las especies de lantano interactúan fuertemente con la red zeolítica, siendo la interacción con el cobalto menor que en el resto de los sólidos bimetálicos. Estos resultados muestran que la presencia de lantano aumenta la estabilidad hidrotérmica de CoHMOR; este efecto es más favorable cuando CoHMOR se calcina a 500ºC, previo al intercambio de la tierra rara. Los sólidos más efectivos fueron aquéllos en el que el agregado de La se realizó después del intercambio de Co, siendo aún más favorable la calcinación intermedia a 500ºC. Luego de ser usados 400 h en reacción a 500ºC con agregado de 10% de H2O, sólo la muestra monometálica CoHMOR acusó la formación de CoOx y movilidad de las especies Co2+ intercambiadas (Raman y TPR). En los difractogramas de DRX se observó que los catalizadores bimetálicos usados conservan la cristalinidad. Los resultados de FTIR sugieren que la presencia de lantano no modifica la estructura y no se produciría la segregación de CoOH fuera de la red. La adsorción de CO monitoreada por FTIR sugiere que en el catalizador usado más estable las especies de lantano interactúan fuertemente con la red zeolítica, siendo la interacción con el cobalto menor que en el resto de los sólidos bimetálicos. Estos resultados muestran que la presencia de lantano aumenta la estabilidad hidrotérmica de CoHMOR; este efecto es más favorable cuando CoHMOR se calcina a 500ºC, previo al intercambio de la tierra rara. Abstract Abstract . Los sólidos más efectivos fueron aquéllos en el que el agregado de La se realizó después del intercambio de Co, siendo aún más favorable la calcinación intermedia a 500ºC. Luego de ser usados 400 h en reacción a 500ºC con agregado de 10% de H2O, sólo la muestra monometálica CoHMOR acusó la formación de CoOx y movilidad de las especies Co2+ intercambiadas (Raman y TPR). En los difractogramas de DRX se observó que los catalizadores bimetálicos usados conservan la cristalinidad. Los resultados de FTIR sugieren que la presencia de lantano no modifica la estructura y no se produciría la segregación de CoOH fuera de la red. La adsorción de CO monitoreada por FTIR sugiere que en el catalizador usado más estable las especies de lantano interactúan fuertemente con la red zeolítica, siendo la interacción con el cobalto menor que en el resto de los sólidos bimetálicos. Estos resultados muestran que la presencia de lantano aumenta la estabilidad hidrotérmica de CoHMOR; este efecto es más favorable cuando CoHMOR se calcina a 500ºC, previo al intercambio de la tierra rara. Abstract The effect of lanthanum addition of the stability of CoHMORdenite catalysts for the SCR of NOx with CH4 was studied. The best performance was observed when lanthanum was exchanged after the cobalt exchange in the zeolitic matrix and Co was previously calcined at 500ºC in flowing O2. The samples were kept under wet reaction conditions (10% H2O, 500ºC) for 400 hours and only the monometallic sample (CoHMOR) showed the formation of cobalt oxide and some degree of mobility of the exchanged Co2+ species to hidden positions in the zeolite. No crystallinity loss was observed in the bimetallic (CoLaHMOR) DRX patterns. The FTIR results suggest that there is a strong lanthanum interaction with the zeolitic matrix in the most stable catalyst, and that the interaction with cobalt is lower than with the other bimetallic catalysts. It is also demonstrated that the presence of lanthanum increases the hydrothermal stability of Co-mordenite when the rare earth is exchanged in to the matrix after the active species (Co2+). This effect is enhanced when the CoHMOR is calcined at 500ºC before the second metal exchange. The best performance was observed when lanthanum was exchanged after the cobalt exchange in the zeolitic matrix and Co was previously calcined at 500ºC in flowing O2. The samples were kept under wet reaction conditions (10% H2O, 500ºC) for 400 hours and only the monometallic sample (CoHMOR) showed the formation of cobalt oxide and some degree of mobility of the exchanged Co2+ species to hidden positions in the zeolite. No crystallinity loss was observed in the bimetallic (CoLaHMOR) DRX patterns. The FTIR results suggest that there is a strong lanthanum interaction with the zeolitic matrix in the most stable catalyst, and that the interaction with cobalt is lower than with the other bimetallic catalysts. It is also demonstrated that the presence of lanthanum increases the hydrothermal stability of Co-mordenite when the rare earth is exchanged in to the matrix after the active species (Co2+). This effect is enhanced when the CoHMOR is calcined at 500ºC before the second metal exchange. . The best performance was observed when lanthanum was exchanged after the cobalt exchange in the zeolitic matrix and Co was previously calcined at 500ºC in flowing O2. The samples were kept under wet reaction conditions (10% H2O, 500ºC) for 400 hours and only the monometallic sample (CoHMOR) showed the formation of cobalt oxide and some degree of mobility of the exchanged Co2+ species to hidden positions in the zeolite. No crystallinity loss was observed in the bimetallic (CoLaHMOR) DRX patterns. The FTIR results suggest that there is a strong lanthanum interaction with the zeolitic matrix in the most stable catalyst, and that the interaction with cobalt is lower than with the other bimetallic catalysts. It is also demonstrated that the presence of lanthanum increases the hydrothermal stability of Co-mordenite when the rare earth is exchanged in to the matrix after the active species (Co2+). This effect is enhanced when the CoHMOR is calcined at 500ºC before the second metal exchange.