In the present project, the synthesis of cerium oxide (CeO2) based catalysts was proposed, incorporating doping elements such as indium (In) or gadolinium (Gd) at concentrations of 3 and 5 on atomic percent basis, and in a second stage, adding as active phases either iridium (Ir) or palladium (Pd), at 1% (w/w). The general formulation of the obtained compounds was Ir/Ce1-xMxO2 and Pd/Ce1-xMxO2, where M = In or Gd. The synthesis was carried out using the sol-gel method, while the active phase was incorporated by incipient wet impregnation. To determine the physicochemical and structural properties of the catalysts, techniques such as XRD, SEM-EDS, BET, UV-Vis spectroscopy, XPS, and TPR-H2 were used. After characterization, the materials were evaluated using the model carbon monoxide oxidation reaction CO + ½O2 →CO2. comparing their performance with that of pristine CeO2. The results showed that the incorporation of Gd and In, in combination with the Pd and Ir active phases, significantly improved the oxidation-reduction capacity of CeO2, promoting the oxygen mobility and the catalytic efficiency. The best performance was observed for the Pd/Ce0.97In0.03O2 catalyst, reaching 50% of CO conversion at a temperature of 65.6°C (T50), compared to 272.6°C for the pristine CeO2. That value represents an improvement of about 200 °C. For the Ir catalysts, the most efficient system was Ir/Ce0.95In0.05O2, having a T50 value of 129.4°C. The results herein obtained in this study represent an innovative contribution, demonstrating that modifying the support structure by incorporating doping elements, in this case Gd and In, the conversion temperatures are reduced significantly. Consequently, the catalytic efficiency at low temperature is improved.
En el presente proyecto se propuso la síntesis de catalizadores basados en óxido de cerio (CeO2), incorporando elementos impurificantes como indio (In) o gadolinio (Gd) en concentraciones de 3 y 5 en porcentaje atómico, y adicionando una fase activa de iridio (Ir) o paladio (Pd) en 1% en peso. La formulación general de los compuestos obtenidos fue Ir/Ce1-xMxO2 y Pd/Ce1-xMxO2, donde M = In o Gd. La síntesis se llevó a cabo mediante el método sol-gel, mientras que la incorporación de la fase activa se realizó por impregnación húmeda incipiente. Con el objetivo de determinar las propiedades fisicoquímicas y estructurales de los catalizadores, se utilizaron técnicas como DRX, SEM-EDS, BET, espectroscopía UV-Vis, XPS y TPR-H2. Tras la caracterización, los materiales fueron evaluados en la reacción modelo de oxidación de monóxido de carbono CO + ½O2 →CO2, comparando su desempeño con el del CeO2 puro. Los resultados mostraron que la incorporación de Gd e In, aunado al uso de las fases activas de Pd e Ir, mejoró significativamente la capacidad de óxido-reducción del CeO2, promoviendo la movilidad de oxígeno y la eficiencia catalítica. El mejor desempeño global se observó para el catalizador Pd/Ce0.97In0.03O2, para el cual se registró una conversión de CO de 50% a una temperatura 65.6 °C (T50); en contraste, dicha conversión se alcanzó a 272.6 °C cuando se empleó el CeO2 no modificado. Este resultado representa una mejora en el valor de T50 de aproximadamente 200 °C. Para los catalizadores que contenían Ir, el compuesto más eficiente fue Ir/Ce0.95In0.05O2, obteniéndose una T50 de 129.4 °C. Los resultados obtenidos en este estudio representan una aportación innovadora, al demostrar que la modificación de la estructura del soporte mediante la incorporación de elementos impurificantes permite reducir considerablemente las temperaturas de conversión, mejorando la eficiencia catalítica a bajas temperaturas.
