Oxidación preferencial del monóxido de carbono catalizado por nanopartículas de platino en sílice mesoporo

Área de la Ciencia:

• La catálisis es la catálisis.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.

Sus antecedentes:

• La oxidación preferencial (PROX) del monóxido de carbono (CO) es vital para la purificación del hidrógeno (H2) para las pilas de combustible de electrolitos poliméricos.
• Los catalizadores de metales nobles existentes luchan con un rendimiento insuficiente a bajas temperaturas de funcionamiento.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar catalizadores altamente activos, selectivos y duraderos para la oxidación de CO a baja temperatura en la purificación de H2.
• Para dilucidar el mecanismo catalítico de las nanopartículas de platino soportadas por sílice mesoporosa en la reacción PROX.

Principales métodos:

• Síntesis de nanopartículas de platino apoyadas en sílice mesoporosa.
• Evaluación del rendimiento catalítico en la reacción PROX por debajo de 353 K.
• Espectroscopia infrarroja in situ con técnicas de trazador isotópico para estudiar los mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• Las nanopartículas Pt en sílice mesoporosa exhiben una actividad, selectividad y durabilidad sin precedentes para PROX por debajo de 353 K.
• El mecanismo de reacción implica la incorporación de oxígeno de sílice mesoporo a CO2, no el uso directo de la fase gaseosa O2.
• Los grupos hidroxilo (OH) superficiales en la sílice mesoporosa promueven la oxidación de CO en Pt sin la formación de agua.

Conclusiones:

• La sílice mesoporosa mejora significativamente las propiedades catalíticas de las nanopartículas Pt para PROX. a baja temperatura.
• El mecanismo único que involucra el oxígeno de la sílice y los grupos OH superficiales ofrece una nueva vía para la oxidación eficiente del CO.
• Este sistema catalizador es prometedor para el avance de las tecnologías de purificación de hidrógeno para pilas de combustible.