SÍNTESIS MECANOQUÍMICA DE Ce0.8Zr0.2O2 Y ESTUDIO DE SU COMPORTAMIENTO FRENTE AL HIDRÓGENO

M. L. RODRÍGUEZ; J. ANDRADE GAMBOA; F. C. GENNARI

S. C. de Bariloche, Río Negro

Congreso; HYFUSEN, 1er Congreso Nacional sobre Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía; 2005

IEDS-CNEA

Las soluciones sólidas del tipo CexZr1-xO2 (CZ) son la base de catalizadores empleados en diferentes aplicaciones como, por ejemplo, la disminución de la contaminación generada por los gases de combustión de los automóviles, la conversión de gas de agua, la producción de hidrógeno, etc. En estos materiales ciertas propiedades, tales como el comportamiento redox, la estabilidad térmica y la reactividad frente a hidrógeno, están asociadas con las características del material (fases formadas, tamaño de partícula, área superficial) y son dependientes del método de síntesis elegido. En este trabajo se presenta la síntesis de la solución sólida de composición Ce0.8Zr0.2O2 empleando molienda mecánica. Las características estructurales y microestucturales del material obtenido fueron correlacionadas con su reactividad frente hidrógeno y comparadas con otro método de síntesis (coprecipitación inversa). Los principales resultados obtenidos fueron: ü      Producción de Ce0.8Zr0.2O2 en una única etapa a partir de la molienda de la mezcla de óxidos (CeO2, cúbico y ZrO2, monoclínico) en atmósfera de aire y a temperatura ambiente. ü      Seguimiento de la incorporación progresiva de Zr en la estructura del CeO2 por medio del cambio del parámetro de celda de dicho óxido en función del tiempo de molienda. Luego de 200 h de molienda se obtuvo un material con parámetro de celda de 5,346 Å y tamaño de cristalita nanométrico (10-12 nm). ü      Deposición del metal noble sobre la solución sólida obtenida por molienda mecánica (Pd/CZ). Se preparó un catalizador con 0,53 % p/p de Pd por impregnación empleando sales de paladio libres de cloruros. ü      Caracterización de la interacción con hidrógeno entre 20 y 80 ºC. La muestra producida por mecanosíntesis quimisorbe hidrógeno a temperatura ambiente, sin requerimiento de activación. La cantidad total de hidrógeno absorbida aumenta con la temperatura, y puede asociarse a la reducción de paladio, reducción completa del Ce4+ superficial y de parte de Ce4+ del volumen. La energía de activación obtenida fue de 36 kJ/mol. Las muestras producidas por coprecipitación inversa absorben mayores cantidades de hidrógeno e independiente de la temperatura, con mayor velocidad. La diferente reactividad respecto al material obtenido por  mecanosíntesis puede asociarse a la baja área superficial y por lo tanto menor cantidad de OH- superficiales.