Efecto del contenido de agua sobre la actividad de In/HZSM5 para la RCS de NOx con metano

LAURA B. GUTIERREZ; EDUARDO MIRÓ

Santa fe

Congreso; XXIV Congreso Argentino de Química; 2002

La reducción catalítica selectiva (RCS) de NOx con metano en presencia de oxígeno en reemplazo del amoníaco ha sido estudiada sobre catalizadores tipo metal - zeolitas tales como Co- ZSM5 y ferrierita, Ga e In sobre ZSM5. En este tipo de sólidos el agua es una de las causas de la pérdida de actividad del catalizador. En este trabajo se estudió la desactivación por la presencia de diferentes contenidos de vapor de agua sobre un catalizador In(4p%)H-ZSM5 para la RCS de NO y se caracterizó mediante Reducción con Temperatura Programada. El material de partida fue una zeolita comercial Na-ZSM5 (Si/Al= 26,4). La forma amónica se preparó por intercambio iónico usando una solución de NH4NO3. El Indio se incorporó mediante impregnación húmeda, agitando una solución acuosa de Cl3In y NH4-ZSM5 a 80°C hasta evaporación total. Luego el sólido se pretrató en atmósfera de oxígeno hasta 500°C durante 12 horas (calcinación estándar). Finalmente se llevó hasta 750ºC durante 2 h en oxígeno. Durante este tratamiento se forman las especies activas (InO)+ entre otras, como diferentes óxidos de In y sitios ácidos. Las evaluaciones catalíticas se realizaron en un equipo de flujo en serie con un cromatógrafo gaseoso. La composición de la corriente reaccionante fue [NO] = [CH4] =1000 ppm, [O2] =2%, el balance a GHSV = 6500 h-1 se realizó con He. Cuando la temperatura de calcinación es 500ºC el sólido convierte 20% de NO a N2 a 450ºC, mientras que cuando es 750ºC este valor alcanza casi el 100% a 500ºC. El agregado de 2% de agua en la corriente reaccionante produce una notable caída en la conversión a bajas temperaturas (300-400ºC), siendo este efecto reversible. En la Figura se observa el efecto del contenido de agua sobre la conversión de NO a Nitrógeno a 450 y 550ºC; con 2 a 10% de agua la conversión cae 15 % en todo el rango de temperatura. Sin embargo con mayores contenidos de agua el efecto es más pronunciado, disminuyendo la conversión hasta 80%. Cuando se suspende el ingreso de agua con las respectivas concentraciones, se observa que la conversión de NO se recupera cuando el sólido ha estado en contacto con hasta 10% de agua, a mayores concentraciones los valores iniciales sólo se recuperan parcialmente. Los perfiles de RTP muestran que al aumentar la concentración de agua con la que se evaluó el catalizador, aumenta la temperatura de reducción de las especies In respecto al catalizador fresco calcinado, esto indica aumento de la concentración de sesquióxido de In mientras disminuye el número de especies activas (InO+).