Efectos de la promoción de vacancias de oxígeno en catalizadores Pd/CeO2 con baja carga metálica: Influencia del área supercial

COSTILLA IGNACIO O.; TORRES YESICA M.; PIQUERAS CRISTIAN M.; SÁNCHEZ MIGUEL D.

San Carlos de Bariloche

Otro; 107a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

Asociación Física Argentina

En este trabajo, se promovieron las propiedades redox de CeO2 con distinta área superficial (3 a 206 m2=g),con Paladio en muy baja carga metálica (0.04 a 0.1%p=p) de modo de lograr una altísima dispersión [5]. El incremento de actividad de la ceria se censo mediante una reacción testigo como la reacción inversa de gas de agua. Los catalizadores se caracterizaron mediante Reducción a Temperatura Programada (TPR), Difracción de rayos X (XRD), Espectroscopia Fotoelectrónica de rayos X (XPS), Absorción Atómica (AA), Fisisorción de Nitrógeno y Quimisorción Estática de Hidrógeno (SHC).Los estudios de quimisorción muestran que una ceria de área intermedia 116 m2/g con la incorporación de 0.055%p=p del metal (determinado por AA), incrementa 22 veces la cantidad de moles de hidrógeno quimisorbido. En acuerdo con estos últimos, los resultados de TPR para el mismo catalizador, muestran que la temperatura de reducción del soporte es al menos 200 C inferior, insumiendo hasta 290 veces mas hidrógeno que el necesario para reducir solo el metal. Por XPS se observa que la relación entre las especies de Ce3+=Ce4+ se ve incrementada con el área superficial en presencia del metal, el cual induce la reducción temprana del cerio superficial y genera sitios de adsorción para H2 que serán activos en la reacción. Los ensayos de reducción de CO2 en presencia de H2 llevados a cabo a 600 C muestran un notable aumento de la conversión a valores entre 10 a 30% y selectividad de CO casi completa (99.7 a 100%) con el incremento del área superficial de 3 a 206 m2=g, respectivamente.Estos resultados en su conjunto sugieren que las vacancias de oxígeno de la ceria, parcialmente reducida, serían los sitios activos asociados a la reducción del CO2, dando lugar a una alta selectividad a CO. El paladio, altamente disperso, evitaría la formación de metano y las reacciones secundarias que consumen CO.