Catalizadores con alto desempeño de Pt e Ir soportados en soluciones sólidas de Ce1-xRuxO2, aplicables a procesos de oxidación catalítica de monóxido de carbono (CO)

Abstract

The use of new technologies to combat the emissions of polluting gases with the ability to produce alterations to human health in a relevant issue that has been under attack for years in the field of catalysis. In this research, Pt or Ir catalysts supported in solid solutions of Ce1-xRuxO2 were developed to obtain systems that efficiently transform carbon monoxide (CO) into carbon dioxide (CO2). The catalytic systems were made by microwave-assisted hydrothermal methods. The dispersion of the metallic particles was carried out by means of a wet impregnation process with recirculation at constant temperature and stirring for 2 hours. Subsequently, its morphological, structural and chemical properties were analyzed through the techniques of nitrogen fission, scanning electron microscopy and chemical analysis by EDS, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, spectroscopy of Raman, transmission electron microscopy; On the other hand, an infrared spectroscopy study under reaction conditions (FTIR) was carried out in order to elucidate a reaction mechanism for the oxidation of carbon monoxide. When performing the activity tests of the supported catalysts, in the carbon monoxide oxidation reaction, a higher conversion of CO and yield towards the conversion to carbon dioxide was observed in a temperature range of 50 to 150 °C, in comparison with the support contaminated. The results show that the best system in terms of activation and conversion temperature achieved is Pt/Ce0.97Ru0.03O2, achieving the oxidation process at temperatures below 50 °C, and reaching 100% of the conversion of carbon monoxide. carbon at a temperature of approximately 150 °C.

El uso de nuevas tecnologías para el combate contra las emisiones de gases contaminantes con la capacidad de producir alteraciones a la salud humana en un tema relevante que está siendo atacado desde hace años en el campo de la catálisis. En esta investigación se desarrollaron catalizadores de Pt o Ir soportados en soluciones sólidas de Ce1-xRuxO2 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 hidrotérmicos asistidos por un calentamiento con microondas. La dispersión de las partículas metálicas se realizó mediante un proceso de impregnación húmeda con recirculación a temperatura y agitación constante durante 2 horas. Posteriormente se analizaron sus propiedades morfológicas, estructurales y químicas a través de las técnicas de fisisorción de nitrógeno, microscopía electrónica de barrido y análisis químico por EDS, difracción de Rayos X, espectroscopía de fotoelectrones de Rayos X, espectroscopía de UV-Vis, espectroscopía de Raman, microscopía electrónica de transmisión; por otro lado, se realizó un estudio de espectroscopía infrarroja en condiciones de reacción (FTIR) con el propósito de dilucidar algún mecanismo de reacción. Al realizar las pruebas de actividad de los catalizadores soportados, en la reacción de oxidación de monóxido de carbono, se observó mayor conversión de CO y rendimiento hacia la conversión a dióxido de carbono en un intervalo de temperatura de 50 °C a 150 °C, en comparación con el soporte impurificado. Los resultados demuestran que el mejor sistema en términos de temperatura de activación y de conversión lograda es Pt/Ce0.97Ru0.03O2, logrando el proceso de oxidación a temperaturas inferiores a los 50 °C, y alcanzando el 100% de la conversión de monóxido de carbono a 150 °C, aproximadamente.