Estructura y reactividad de los complejos de diaminodicobre con puente de oxígeno en el catalizador de chabazita con...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Química del medio ambiente

Sus antecedentes:

• La reducción catalítica selectiva mediada por amoníaco (NH3-SCR) mediante chabazita intercambiada con iones de cobre (Cu-CHA) es vital para controlar las emisiones de NOx de los motores diésel.
• La activación del oxígeno es un paso crítico en el NH3-SCR, particularmente a bajas temperaturas donde reacciona con iones Cu (I) en complejos móviles de Cu (I) diamina, [Cu1 (NH3) 2].
• La comprensión de la estructura y la reactividad de las especies oxidadas de Cu (I) es esencial para optimizar el rendimiento del NH3-SCR a baja temperatura.

Objetivo del estudio:

• Para elucidar la estructura y la reactividad de los complejos de diamina Cu ((I) oxidados formados bajo condiciones de baja temperatura NH3-SCR (200 °C).
• Identificar los intermediarios clave implicados en el paso de activación por oxígeno de la reacción NH3-SCR sobre catalizadores Cu-CHA.

Principales métodos:

• Se utilizaron espectroscopias de absorción de rayos X (XANES y EXAFS) y espectroscopia UV-Vis de reflectancia difusa para estudiar la reacción de los catalizadores Cu-CHA.
• Utilizó cálculos DFT y análisis avanzado de transformación de ondulaciones EXAFS para respaldar los hallazgos experimentales.
• Se ha investigado la oxidación de complejos [Cu1 ((NH3) 2) + con oxígeno a 200 °C utilizando un catalizador Cu-CHA (relación Si/Al de 15, 2,6% en peso de Cu).

Principales resultados:

• Se han proporcionado pruebas directas de la formación de un complejo móvil [Cu2 ((NH3) 4O2) 2+ con una estructura lateral μ-η2,η2-peroxo diamino ((II) de cobre, que comprende el 80-90% del cobre total.
• Se observa la reducción completa del complejo [Cu2 ((NH3) 4O2) 2+ a [Cu1 ((NH3) 2) + a 200 °C en una mezcla de NO y NH3, con formación concomitante de N2.
• Se ha demostrado que la reacción del complejo peroxo con NO conduce a la reducción de Cu (I) y a la formación de N2, mientras que la reacción con NH3 da como resultado una reducción parcial de Cu sin producción de N2.

Conclusiones:

• El complejo dimérico [Cu2(NH3) 4O2] 2+ es un intermediario clave en la reacción NH3-SCR a baja temperatura.
• El mecanismo de NH3-SCR a baja temperatura procede a través de la reacción de estos complejos de dicopro (II) peroxo con NO.
• Este hallazgo aclara el papel de la especiación del cobre en las tecnologías de reducción de NOx para los vehículos diésel.