La catálisis de los gases de escape de los automóviles desde los primeros principios: reducción selectiva de NO bajo...

Área de la Ciencia:

• Química de las superficies.
• La catálisis es la catálisis.
• Ciencia de los materiales computacionales Ciencia de los materiales computacionales.

Sus antecedentes:

• La reducción catalítica selectiva de los óxidos de nitrógeno (NO) es crucial para la remediación ambiental.
• Los catalizadores de iridio (Ir) se investigan para la reducción de NO, pero su rendimiento puede estar limitado por las condiciones de reacción.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de reducción selectiva de NO en catalizadores Ir bajo condiciones de exceso de oxígeno.
• Aclarar el papel del oxígeno en el envenenamiento por catalizadores e identificar estrategias efectivas para prevenirlo.

Principales métodos:

• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para obtener datos energéticos.
• Cálculos termodinámicos para evaluar la viabilidad de la reacción.
• Análisis de estructuras electrónicas para comprender los mecanismos de enlace y reacción.

Principales resultados:

• El exceso de oxígeno envenena fácilmente Ir catalizadores para la reducción de NO, comenzando con una baja cobertura de oxígeno.
• El oxígeno adsorbido cambia la selectividad de la producción de N2 a la producción de NO2.
• El iridio puede oxidarse a IrO2 en condiciones de reacción; los alquenos son reductores efectivos, previniendo el envenenamiento por la formación de carbono en la superficie.

Conclusiones:

• La intoxicación por oxígeno es un desafío significativo para la reducción de NO catalizada por Ir.
• La elección del reductor es crítica, ya que los alquenos muestran un rendimiento superior debido a su capacidad para eliminar el oxígeno superficial.
• La competencia de unión de adsorbados explica el envenenamiento por oxígeno y la sensibilidad de la estructura en la reducción de NO.