Seguimiento del comportamiento de la fase activa en el nitruro de boro durante la deshidrogenación oxidativa del...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Química de las superficies

Sus antecedentes:

• El nitruro de boro hexagonal (hBN) es un catalizador selectivo para la deshidrogenación oxidativa del propano (ODHP).
• La actividad del catalizador está vinculada a una capa superficial de oxihidróxido de boro amorfo.
• El mecanismo ODHP involucra reacciones radicales de superficie y de fase gaseosa, influenciadas por la relación superficie-vacío.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la oxigenación del catalizador en condiciones de reacción utilizando la espectroscopia Raman de rayos X operando (XRS).
• Para sondear el efecto del agua co-alimentada en la superficie del catalizador hBN.
• Para racionalizar las observaciones experimentales con modelos computacionales.

Principales métodos:

• Operando con espectroscopia Raman de rayos X (XRS) en un reactor de diámetro exterior de 1 mm a 500-550 °C.
• Introducción controlada de propano, oxígeno, helio y agua.
• Modelado computacional a nivel atómico y simulaciones de espectros XRS utilizando el código OCEAN.

Principales resultados:

• La coalimentación con agua elimina el oxihidróxido de boro de la superficie de la hBN.
• La velocidad de reacción superficial disminuye cuando se elimina el oxihidróxido de boro.
• La contribución de la reacción en fase gaseosa aumenta, mejorando la velocidad de reacción general en condiciones específicas.

Conclusiones:

• El XRS es una técnica poderosa para estudiar los catalizadores de elementos ligeros en condiciones de trabajo.
• El agua juega un papel crítico en la modulación del rendimiento del catalizador hBN al alterar la composición de la superficie.
• La comprensión de las transformaciones superficiales es clave para optimizar la catálisis ODHP.