Catalizadores derivados de MOF UiO-66 Ru@ZrO para la hidrogenación de CO foto-térmica
Autores: Almazán, Fernando; Lafuente, Marta; Echarte, Amaya; Imizcoz, Mikel; Pellejero, Ismael; Gandía, Luis M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El uso de marcos organometálicos (MOFs) como plantillas o precursores en la fabricación de catalizadores heterogéneos es muy atractivo debido a la transferencia de la porosidad inherente de los MOFs y la distribución metálica homogénea a la estructura derivada. En este trabajo, informamos sobre la preparación de catalizadores Ru@ZrO derivados de MOF mediante un tratamiento térmico controlado de un MOF basado en zirconio, UiO-66, con grupos de rutenio. Se añadió un precursor de Ru (3 o 10 mol%) a la síntesis de UiO-66 y, posteriormente, la estructura híbrida sintetizada se calcinó en aire en flujo a diferentes temperaturas (400-600 grados C) para obtener óxidos derivados de ZrO dopados con cúmulos metálicos de Ru altamente dispersos. Los materiales se probaron para la conversión foto-térmica catalítica de CO a CH. Se realizaron experimentos de metanación en un reactor de flujo continuo (tasa de flujo de alimentación de 5 sccm y relación molar de 1:4 de CO a H) a temperaturas de 80 a 300 grados C. El catalizador Ru@ZrO calcinado a 600 grados C fue capaz de hidrogenar CO a CH con tasas de producción de hasta 65 mmol·g·h, un rendimiento de CH del 80% y casi un 100% de selectividad a 300 grados C. Se investigó el efecto de la iluminación con este catalizador utilizando un LED visible de alta potencia. Se midió un aumento en la conversión de CO del 18% al 38% cuando se aplicaron 24 soles de radiación LED visible, principalmente debido al aumento de la temperatura como resultado de la eficiente absorción de la radiación recibida. Los catalizadores Ru@ZrO derivados de MOF han demostrado ser materiales notablemente activos para la hidrogenación foto-térmica de CO con el propósito de la producción de metano carbono-neutral. Se ha encontrado un efecto notable de la fase cristalina de ZrO en la selectividad de CH, siendo la zirconia monoclínica mucho más selectiva hacia CH que su alótropo cúbico.
Descripción
El uso de marcos organometálicos (MOFs) como plantillas o precursores en la fabricación de catalizadores heterogéneos es muy atractivo debido a la transferencia de la porosidad inherente de los MOFs y la distribución metálica homogénea a la estructura derivada. En este trabajo, informamos sobre la preparación de catalizadores Ru@ZrO derivados de MOF mediante un tratamiento térmico controlado de un MOF basado en zirconio, UiO-66, con grupos de rutenio. Se añadió un precursor de Ru (3 o 10 mol%) a la síntesis de UiO-66 y, posteriormente, la estructura híbrida sintetizada se calcinó en aire en flujo a diferentes temperaturas (400-600 grados C) para obtener óxidos derivados de ZrO dopados con cúmulos metálicos de Ru altamente dispersos. Los materiales se probaron para la conversión foto-térmica catalítica de CO a CH. Se realizaron experimentos de metanación en un reactor de flujo continuo (tasa de flujo de alimentación de 5 sccm y relación molar de 1:4 de CO a H) a temperaturas de 80 a 300 grados C. El catalizador Ru@ZrO calcinado a 600 grados C fue capaz de hidrogenar CO a CH con tasas de producción de hasta 65 mmol·g·h, un rendimiento de CH del 80% y casi un 100% de selectividad a 300 grados C. Se investigó el efecto de la iluminación con este catalizador utilizando un LED visible de alta potencia. Se midió un aumento en la conversión de CO del 18% al 38% cuando se aplicaron 24 soles de radiación LED visible, principalmente debido al aumento de la temperatura como resultado de la eficiente absorción de la radiación recibida. Los catalizadores Ru@ZrO derivados de MOF han demostrado ser materiales notablemente activos para la hidrogenación foto-térmica de CO con el propósito de la producción de metano carbono-neutral. Se ha encontrado un efecto notable de la fase cristalina de ZrO en la selectividad de CH, siendo la zirconia monoclínica mucho más selectiva hacia CH que su alótropo cúbico.