Caracterización de nanoprtículas metálicas sobre óxidos mixtos de Ce-Zr por XPS, TPR y TEM

A.A. ZELAYA; I.A. CARBAJAL-RAMOS; A. CONDÓ; F. GENNARI; S. BENGIÓ

Encuentro; 98ª Reunión Nacional de Física; 2013

Se prepararon por co-precipitación soportes nanoestructurados de óxidos mixtos de Ce0.8Zr0.2O2 (CZ) y se depositaron por impregnación diferentes nanopartículas (NP) metálicas de Pd (2 %p/p), Ru (2 %p/p) y Ni (2 y 8 %p/p). Se analizó la interacción del metal con el soporte por fotoemisión de electrones con rayos X (XPS), reducción térmica programada (TPR), microscopía electrónica de transmisión (TEM), mediciones de quimisorción de CO y difracción de rayos X (XRD). Las observaciones por TEM demostraron que el soporte es nanoestructurado, con tamaños de cristalita del orden de 6 nm. La determinación de la dispersión metálica mediante quimisorción de CO indicó que las NP son nanométricas, con tamaños de 1.2 nm (Pd) y 2.2 nm (Ru). En el caso de Ru2/CZ en las mediciones de TPR se identificaron dos picos centrados en 50ºC y 105ºC, asignados a la reducción de partículas de RuO2 bien dispersas y a RuO2 de mayor tamaño, respectivamente, ambos superpuestos con la reducción del soporte. La reducción de Pd soportado sobre CZ presentó un pico bien definido a 5ºC asociado a la reducción de PdO a Pd metálico junto con la reducción del soporte, sin formación del hidruro de paladio. Las mediciones de TPR para Ni/CZ presentaron dos zonas anchas de consumo de hidrógeno, una centrada en 225°C (reducción de CZ) y otra en 357ºC (reducción de NiO), en concordancia con un mayor tamaño de las NP de Ni, estimado en 7 y 21 nm por quimisorción de CO para Ni2/CZ y Ni8/CZ respectivamente. El tamaño de las NP de Ni pudo ser medido en Ni8/CZ por TEM, coincidiendo con el determinado por quimisorción de CO. Los picos de fotoemisión Zr3d y Ce3d provenientes del soporte mostraron mayoritariamente la presencia de estados de oxidación Zr4+ y Ce4+, respectivamente. En el pico Pd3d se identificó una componente mayoritaria que puede atribuirse al estado químico PdO2 o PdO bien disperso; en el pico Ru3d se identificó una componente atribuida a RuO2 y en el pico Ni2p se identificaron dos componentes, NiO y Ni2O3, prevaleciendo esta última en la muestra Ni2/CZ. El pico de Ru3d atribuido al compuesto RuO2 presentó un corrimiento de energía de ligadura que puede atribuirse a efectos de tamaño de la NP, como efectos de estado final.