Diseño de catalizadores {CeO2/γ-Bi2Mo(x)Ru(1-x)O6}, {Au/γ-Bi2Mo(x)Ru(1-x)O6} y su actividad catalítica en procesos de oxidación de monóxido de carbono (CO)

Abstract

The use of new technologies to combat emissions of polluting greenhouse gases currently, is a topic of great concern in the area of oxidative catalysis. In the present research, {CeO2/ γ-Bi2MoxRu1-xO6}, {Au / γ-Bi2MoxRu1-xO6} catalysts were prepared in order to obtain systems that efficiently transform carbon monoxide (CO) to carbon dioxide (CO2). Catalyst systems were prepared by microwave-assisted hydrothermal methods. The Impregnation of cerium oxide and gold on γ-Bi2MoxRu1-xO6 solid solutions, was performed by means of the wet impregnation method; while for gold deposition, DP-Urea procedure and incipient wetness impregnation method, were used, respectivel. Subsequently morphological, structural and chemical techniques including nitrogen physisorption, SEM-EDS, XRD, XPS, Band Gap determination and Raman studies were analyzed; in order to provide explanation to the physicochemical and the reactivity properties observed. Thus the correct formation of the γ-Bi2MoxRu1-xO6 phases and adequate distribution of the active phases of CeO2 and Au was found. When testing activity of the supported catalysts in the oxidation reaction of carbon monoxide, a higher CO conversion and yield to carbon dioxide in a temperature range of 100 to 350 °C was observed, compared to the non-impregnated support. The results show that the best system in terms of temperature and conversion activation is achieved by Au / γ-Bi2Mo0.97Ru0.03O6 compound, achieving the oxidation process at temperatures below 50 °C, and reaching 100% conversion of carbon monoxide at a temperature of 220 °C. As these operating conditions, more efficient than the other system including gold (Au / γ-Bi2Mo0.95Ru0.05O6), due in part, to the synergistic effect of ruthenium supported by γ-Bi2MoO6, and gold nanoparticles.

El uso de nuevas tecnologías para el combate contra las emisiones de gases contaminantes con efecto invernadero es un tema de gran relevancia actualmente en el área de la catálisis oxidativa. En esta investigación se desarrollaron catalizadores {CeO2/ γ-Bi2MoxRu1-xO6}, {Au/ γ-Bi2MoxRu1-xO6} con la finalidad de obtener sistemas que transformen eficientemente el monóxido de carbono (CO) hacia dióxido de carbono (CO2). Los sistemas catalíticos fueron elaborados por métodos hidrotérmico asistidos por microondas. La impregnación de óxido de cerio y oro sobre soluciones sólidas γ-Bi2MoxRu1-xO6, se llevó a cabo por el método de impregnación húmeda; mientras que para depositar el oro se empleó el método DP-Urea e impregnación húmeda incipiente, respectivamente. Posteriormente se analizaron sus propiedades morfológicas, estructurales y químicas a través de las técnicas de fisisorción de nitrógeno, SEM-EDS, DRX, XPS, band Gap, Raman; con el propósito de dar explicación a las propiedades fisicoquímicas y a la reactividad observadas. De esta manera se comprobó la correcta formación de las fases γ-Bi2MoxRu1-xO6 y una adecuada distribución de las fases activas de CeO2 y Au. Al realizar las pruebas de actividad de los catalizadores soportados, en la reacción de oxidación de monóxido de carbono, se observó una mayor conversión de CO y rendimiento hacia la conversión a dióxido de carbono en un intervalo de temperatura de 100 a 350 ºC, en comparación con el soporte sin impregnar. Los resultados demuestran que el mejor sistema en términos de temperatura de activación y de conversión lograda es Au/ γ-Bi2Mo0.97Ru0.03O6, logrando el proceso de oxidación a temperaturas inferiores a los 50 ºC, y alcanzando el 100% de la conversión de monóxido de carbono a una temperatura aproximada de 220 ºC.