Surface species and gas phase products in the preferential oxidation of CO on TiO2-supported Au-Rh bimetallic catalysts

Abstract

The oxidation of CO in the presence of hydrogen (PROX process) was investigated on bimetallic Au-Rh catalysts at 300-373 K by Fourier transform infrared spectroscopy and mass spectroscopy. The effects of catalyst composition, reaction temperature and composition of the reacting gas mixtures have been studied. The IR studies revealed the formation of bi-and monodentate carbonates, bicarbonates and hydrocarbonates on the catalysts surfaces; these surface species proved to be not involved in the surface reactions. The formation of adsorbed formaldehyde was observed on all surfaces, except 1% (0.25Au+0.75Rh)/TiO 2 . Adsorbed CO 2 (as the surface product of CO oxidation) was not detected on any surface. The presence of both O 2 and H 2 reduced the surface concentration of CO adsorbed on the metallic sites. Mass spectroscopic analysis of the gas phase showed that gaseous CO 2 was formed in the highest amount in the CO+O 2 mixture, the presence of H 2 suppressed the amount of CO 2 produced. This negative effect of H 2 was the lowest on the 1% Rh/TiO 2 and 1% (0.25Au+0.75Rh)/TiO 2 catalysts.

Estudio de desactivación de catalizadores de Au/CeO₂ durante la oxidación preferencial de CO (PROX) a tiempos largos

“…Fe2O3, MgO, CeO2, TiO2, Al2O3, y los contenidos típicos de Au van desde 1 a 5% en peso. Con la mayoría de los catalizadores con los soportes anteriores se han obtenido selectividades mayores al 50% [19,27,28]. Por ejemplo, Kipnis et al [29], utilizaron H2O, 10% CO2, por ejemplo).…”

“…Además, en esta tabla se puede observar que se utilizan tiempos espaciales diferentes (W/Fco), lo que indica que algunos autores [1, 18, 31 -35], están manejando una gran cantidad de catalizador para lograr una alta actividad provocando que la conversión se incremente hacia la formación de CO2 [13,33,41]. En la literatura se han mencionado como posibles causas de pérdida de actividad el bloqueo de sitios activos [33,42], competencia por sitios activos entre H2O y CO2 [4,13], formación de carbonatos [16,19,43,44], entre otras. Sin embargo, otros autores infieren que la presencia de CO2 y H2O no es la causa de la pérdida de actividad de los catalizadores, sino el cambio de especies de Au n+ presentes en el catalizador [3,40].…”