Nano-partículas de cobre altamente activas en deshidrogenación.

CHANQUÍA C.M.; BÁLSAMO N. F.; CASUSCELLI S. G.; RODRÍGUEZ-CASTELLÓN E.; CRIVELLO M. E.; HERRERO E.R.; EIMER G.A.

San Juan

Congreso; HYFUSEN 2009: Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía; 2009

Catalizadores basados en Cu son frecuentemente utilizados en una variedad de procesos industriales que involucran reacciones de hidrogenación/deshidrogenación. Se esperaría que las partículas de Cu en la nano-escala exhiban un comportamiento catalítico diferente respecto de los catalizadores de Cu convencionales. Aunque las nano-partículas de Cu han recibido considerable atención en muchos campos, pocos reportes han discutido la actividad catalítica y la caracterización de partículas menores a los 4 nm. En este trabajo, se sintetizaron tamices moleculares mesoporosos del tipo MCM-41 modificados con Cu, por el método de incorporación directa del metal en gel de síntesis inicial. Los materiales se caracterizaron por DRX, EAA, fisisorción de N2, UV-Vis-RD y XPS. Todos los materiales presentaron alta regularidad estructural aún para cargas de Cu ~ 10% p/p, elevadas áreas superficiales específicas (> 1000 m2/g) y estrecha distribución de tamaño de poro (2-4 nm). Del análisis de las técnicas espectroscópicas se determinó la coexistencia de estados +1 y +2 (+d) en las distintas especies de cobre presentes: cationes mononucleares aislados Cud+, posiblemente coordinados con oxígenos de la red; “clusters” oligonucleares lineales (Cud+...Od-...Cud+)probablemente insertos en los canales mesoporosos y CuO segregados. La actividad catalítica de estos materiales se evaluó en la reacción prueba de deshidrogenación de isopropanol. Todos los materiales mostraron una alta actividad frente a la deshidrogenación del isopropanol con selectividad >90% hacia la propanona utilizando una temperatura de 300 ºC. Los valores de conversión aumentaron conforme al incremento del contenido de Cu. Por último, se podría inferir que los cationes aislados Cud+, las nano-clusters (Cud+...Od-...Cud+) y/o nano-óxidos CuO serían los responsables de la actividad catalítica de estos materiales.