La reestructuración a baja temperatura de las nanopartículas de Ru soportadas por CeO determina la selectividad en la...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La reducción del dióxido de carbono (CO2) es vital para los combustibles y productos químicos sostenibles.
• Las vías de conversión de CO2 incluyen la metanación (que produce CH4) y el desplazamiento inverso de agua-gas (RWGS, que produce CO).
• El control de la selectividad del catalizador es clave para la formación del producto deseado.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo el tamaño y el soporte de las nanopartículas de rutenio (NP) afectan a la selectividad de la reducción de CO2.
• Comprender los cambios morfológicos en los catalizadores durante las reacciones.
• Identificar los factores que controlan el cambio entre las vías de metanización y las vías RWGS.

Principales métodos:

• Se estudió la reducción de CO2 con respecto a los NP de rutenio de diferentes tamaños en diferentes soportes.
• Se utiliza la espectroscopia de absorción de rayos X in situ (XAS).
• El rendimiento del catalizador analizado en condiciones de reacción a 210 °C.

Principales resultados:

• El pretratamiento oxidativo a 210 °C indujo la redispersión de Ru NPs en CeO2.
• Esta redispersión cambió por completo el rendimiento del catalizador de la metanación al RWGS selectivo.
• In situ XAS reveló cinética dependiente del tamaño de la descomposición de óxidos metálicos, formando especies RuOx/CeO2 de un solo sitio.

Conclusiones:

• La selectividad del catalizador para la reducción de CO2 depende en gran medida de la estructura de las nanopartículas y de las interacciones de soporte.
• Pueden producirse cambios estructurales significativos y cambios de rendimiento a bajas temperaturas (210 °C).
• Las especies RuOx/CeO2 de un solo sitio en CeO2 son altamente selectivas para la producción de CO a través de la reacción RWGS.