Síntesis y caracterización de ZrO₂ y el sistema ZrO₂-CuO - Morales Anzures, Fernando (Universidad Autónoma Metropolitana, 1998)
El objetivo fundamental de este trabajo es investigar el efecto que tiene el método de preparación sobre las propiedades fisicoquímicas de ZrOz y el sistema ZrOz-CuO, como: comportamiento térmico, área superficial, fases cristalinas, propiedades redox, comportamiento de reducción de los sólidos, estado de oxidación del Cu y su actividad catalitica en la descomposición del 2-propanol. Se prepararon catalizadores de ZrO2 y ZrOz-CuO utilizando los métodos sol-gel, impregnación húmeda y mezcla mecánica. El contenido de CuO en el sistema ZrO2-CuO fue de 1 y 3.6 % molar. La caracterización de los catalizadores se realizó tanto por métodos químicos como la reducción a temperatura programada (TPR) como, por métodos físicos incluyendo el análisis termogravimétrico (TGA), análisis térmico diferencial (DTA), difracción de rayos X (XRD) y la determinación del área superficial por el método BET. La evaluación de la actividad catalítica se llevó a cabo en un sistema dinámico de reacción reactivando las muestras en diferentes atmósferas (He, aire, H2, aire: ciclos redox). Los resultados del área superficial BET, indicaron que las muestras calcinadas a la más baja temperatura (400 "C), presentan Breas superficiales desde 18 hasta 78 m21g dependiendo del método de preparación utilizado, mientras que a temperaturas elevadas de calcinación (700 u 800 "C), las muestras presentan áreas superficiales extremadamente pequeñas (3-6.5 mz/g) independientemente de como fueron sintetizadas. Los resultados de XRD mostraron que a bajas temperaturas de calcinación, las muestras presentan una sola fase cristalina (tetragonal), mientras que a temperaturas elevadas se obtuvo una mezcla de fases (tetragonal y monoclínica). La forma de incorporación del CuO en la ZrOz retarda el cambio de fase de tetragonal a monoclínica. La reducción a temperatura programada (TPR), mostró la facilidad de reducción de las muestras indicando la interacciÓnZrO2-CuO, la cual es determinante en la actividad catilítica. Los resultados de actividad de los sólidos en la descomposición del 2-propanol, mostraron que la actividad aumenta tanto al incrementar la concentración de CuO como al aumentar la temperatura de calcinación. Los productos de. reacción siempre fueron el propeno y acetona para las muestras de Zr02 y el sistemaZrO2-CuO, respectivamente. Las muestras son, en general, estables durante la reacción y los sólidos preparados por impregnación húmeda son más activos. Los resultados de actividad en los ciclos redox, sugieren la presencia de un complejo redox Cu reducido/Cu oxidado responsable de la actividad en la deshidrogenación del 2-propanol.