Quimisorción de Hidrógeno en catalizadores de Pd dispersado sobre óxidos mixtos

F. C. GENNARI; C. NEYERTZ; G. O. MEYER; P. FORNASIERO; M. GRAZIANI

S. C. de Bariloche, Río Negro

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

IEDS-CNEA

En este trabajo estudiamos el efecto de la temperatura y la presión en la interacción de H2 con Pd (0,53 %p/p)/Ce0.8Zr0.2O2, empleando mediciones de reducción a temperatura programada (TPR), capacidad de almacenamiento de oxígeno (O2-OSC), espectroscopía de IR (FTIR in situ) y volumétricas. En las mediciones no-isotérmicas (TPR, 5% H2 ) se observa que la presencia de bajas cantidades de Pd (0,53 %p/p) disminuye la temperatura de reducción del soporte por el proceso de “spillover”. Por otro lado, tanto en presencia como en ausencia de Pd, se determinó que todo el Ce4+ de la superficie es reducido a Ce3+ y que esta reducción ocurre parcialmente en el volumen. Esta diferencia en los mecanismos de reacción se manifiesta en las energías de activación aparente: 160 kJ. mol-1 para el soporte, y 42 kJ. mol-1 cuando ocurre “spillover” en presencia de Pd. Las mediciones isotérmicas de pre-reducción (H2 puro) se realizaron a 80 °C y presiones de 6,6 kPa y 133 kPa. En estas condiciones la reducción del soporte es despreciable, mientras que en presencia de Pd la cantidad de hidrógeno consumido es función de la presión de hidrógeno. A bajas presiones se puede distinguir entre los procesos de reducción de PdO y el de “spillover” de hidrógeno. A altas presiones se observan dichos procesos simultáneamente con la reducción superficial del soporte y de parte del volumen de Ce4+. En este caso se observa un efecto negativo en la posterior quimisorción de hidrógeno, afectando tanto la cinética de reacción como la cantidad de hidrógeno incorporada. Mediciones de IR muestran una reducción irreversible de Ce4+ a Ce3+, con formación de vacancias de oxígeno. El efecto de la presión de pre-reducción sobre la quimisorción puede ser asociado con la pérdida de OH- de la superficie y la presencia de Ce3+, que desactiva electrónicamente el Pd.