Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio han desarrollado un catalizador de perovskita a base de rutenio [1] que muestra una fuerte actividad incluso a bajas temperaturas hasta 313 K. El catalizador reutilizable no requiere aditivos, lo que significa que puede prevenir la formación desubproductos tóxicos La oxidación de sulfuros es un proceso comercialmente importante con amplias aplicaciones que van desde la producción de productos químicos hasta la gestión ambiental.
Un grupo de investigación dirigido por Keigo Kamata y Michikazu Hara del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech ha logrado desarrollar un rutenato de bario BaRuO 3 perovskita: el primer catalizador de este tipo que es capaz de la oxidación selectiva de sulfuros en condiciones suaves, con oxígeno molecular O 2 como único oxidante y sin necesidad de aditivos.
Reportando sus hallazgos en Materiales aplicados e interfaces ACS , los investigadores afirman que BaRuO 3 tiene tres ventajas sobre los catalizadores convencionales.
En primer lugar, exhibe un alto rendimiento incluso a 313 K, una temperatura mucho más baja que el rango de 373-423 K reportado en sistemas anteriores que incluyen otros catalizadores basados en rutenio y manganeso. En segundo lugar, su alta tasa de transferencia de oxígeno indica que tienemuchos usos potenciales; por ejemplo, es aplicable a la desulfuración oxidativa [2] de dibenzotiofeno, que puede producir un rendimiento del 99% de sulfona pura. En tercer lugar, el nuevo catalizador es reciclable; el presente estudio demostró que BaRuO 3 podría reutilizarse al menos tres veces sin pérdida de rendimiento.
El logro supera varias limitaciones clásicas, como la necesidad de aditivos, reactivos tóxicos y altas temperaturas de reacción para lograr un buen rendimiento catalítico.
El catalizador tiene una estructura romboédrica. Mientras que otros catalizadores basados en rutenio investigados hasta la fecha como SrRuO 3 , CaRuO 3 y RuO 2 todos pueden describirse como unidades octaédricas que comparten esquinas, BaRuO 3 tiene octaedros para compartir caras. Se cree que esta configuración es una de las principales razones detrás de la mayor capacidad de transferencia de oxígeno del catalizador.
La forma en que BaRuO 3 fue sintetizado - basado en el método sol-gel [3] usando ácido málico - también fue importante. Los investigadores dicen: "La actividad catalítica y el área de superficie específica de BaRuO 3 sintetizado por el método asistido con ácido málico fue mayor que el de BaRuO 3 sintetizado por el método complejo polimerizado ".
El estudio destaca la importancia de los cambios sutiles en la estructura a nanoescala de los catalizadores de perovskita, y podría proporcionar pistas prometedoras para futuras investigaciones sobre una amplia gama de materiales funcionales basados en perovskita.
Términos técnicos
[1] Catalizador de perovskita: en referencia a una familia de catalizadores con la fórmula general ABO3, que son de gran interés debido a su simplicidad estructural, flexibilidad, buena estabilidad y propiedades fisicoquímicas controlables.
[2] Desulfuración oxidativa: un proceso de reacción importante para la eliminación de azufre; esto es particularmente relevante para la industria del combustible y los esfuerzos para frenar las emisiones de azufre.
[3] Método Sol-gel: un proceso ampliamente utilizado para preparar materiales novedosos mediante la conversión de monómeros en una solución coloidal sol en una red de polímeros gel.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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