Construcción de un sitio activo en un catalizador de cobre sinterizado y cería

Área de la Ciencia:

• Catálisis heterogénea
• La nanocatálisis
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• El desarrollo de sitios activos estables en nanocatalizadores es crucial pero desafiante para la catálisis heterogénea.
• Las especies de cobre no saturadas de coordinación son deseables para la actividad catalítica pero difíciles de estabilizar.

Objetivo del estudio:

• Para construir y estabilizar especies de cobre no saturadas y atomicamente dispersas en un catalizador de cobre-ceria sinterizado.
• Investigar el rendimiento catalítico y la estabilidad del nanocatalizador desarrollado para la oxidación de CO.

Principales métodos:

• Calcinación en el aire a alta temperatura (800 °C) de un catalizador de cobre y cerio.
• Caracterización estructural completa (por ejemplo, EXAFS, XANES) y estudios mecanicistas.
• Evaluación de la actividad catalítica y la estabilidad para la oxidación de CO.

Principales resultados:

• Sintetizó con éxito un catalizador de cobre-ceria sinterizado con especies de cobre estables y dispersas atómicamente (Cu1O3).
• Se logra una actividad de oxidación de CO excepcionalmente alta (6100 μmolCO·gCu−1·s−1 a 120 °C), más de 20 veces superior a la de otros catalizadores de cobre.
• Se ha demostrado una excelente estabilidad a largo plazo en condiciones duras de reacción en ciclo con baja carga de cobre (1% de peso).

Conclusiones:

• Los átomos de cobre insaturados de coordinación en forma de Cu1O3 son los únicos sitios activos responsables de la notable actividad de oxidación del CO.
• El desarrollado nanocatalizador de cobre-ceria sinterizado ofrece una vía prometedora para una catálisis heterogénea eficiente y estable.