Se prepararon catalizadores Co/TiO con diferentes cargas de cobalto (3.8, 7.5 y 15 % en peso) mediante el método de impregnación de Co(NO)·6HO sobre titania. También se sintetizaron muestras que contenían Co(NO)·6HO y TiO en proporciones estequiométricas para obtener las fases CoTiO y CoTiO. Se investigó el efecto del tratamiento de calcinación a dos temperaturas diferentes, 550 y 1150 grados C. Se realizaron caracterizaciones mediante varias técnicas, como XRD, UV-vis-NIR, DRS, Raman y XPS. XRD mostró la coexistencia de tres fases: CoTiO, CoTiO y CoO después de la calcinación a 550 grados C, mientras que la calcinación a alta temperatura (1150 grados C) dio lugar a sistemas de fase única (CoTiO o CoTiO). La espectroscopía de reflexión difusa y XPS mostraron que el cobalto divalente ocupa sitios octaédricos en la fase ilmenita, y tanto sitios tetraédricos como octaédricos en la fase espinela. Se evaluaron las performances catalíticas de los catalizadores preparados en la reacción de deshidrogenación oxidativa (ODH) de etano a etileno, en función del contenido de Co para los catalizadores Co/TiO y en función de las temperaturas de calcinación para las fases CoTiO y CoTiO. Co(7.5)/TiO fue el más activo, aunque la conversión de etano disminuyó en los primeros 150 minutos de la reacción, alcanzando valores comparables a los de CoTiO y CoTiO; sin embargo, se confirmó que Co(7.5)/TiO tenía la mejor selectividad hacia el etileno en comparación con las fases a granel, CoTiO y CoTiO. Se investigó la influencia de la composición de la mezcla de reacción, específicamente la presencia de agua, en diferentes porcentajes. Hay una disminución en la conversión total de etano y un aumento en la selectividad de etileno cuando aumenta el porcentaje de agua. Este comportamiento puede atribuirse probablemente a un aumento en la concentración superficial de especies hidroxilo (OH), lo que resulta en una mayor acidez superficial.