Mesoporous Silica-Lanthanum: Characterization and Catalytic Activity on NO Reduction

Lourdes Díaz-Jiménez

Cinvestav-Saltillo, km 13.5 carretera Saltillo-Monterrey, 25900 Ramos Arizpe, Coahuila, México. Tel: +52(844) 438-9612 Fax: +52(844) 438-9610 lourdes.diaz@cinvestav.edu.mx

Recibido el 1 de junio de 2007 ]]> Aceptado el 26 de noviembre de 2007

Abstract

A series of ordered mesoporous silica-lanthanum materials was prepared. The influence of lanthanum into a silica matrix on the structural, textural and acidic properties is described. The mechanical and hydrothermal stability of mesoporous materials were evaluated. The catalytic activity of cobalt catalyst for selective reduction of nitrogen oxide -in the presence of propane- at temperatures between 350 and 550 °C, was tested. A selective reduction of NO by cobalt-based catalyst raised 18 %, at 450 °C.

Key words: SCR-NO, Co catalyst, mesoporous materials.

Resumen

Se preparó una serie de materiales mesoporosos de sílice-lantano. Se describe la influencia de la adición de lantano en las propiedades textuales, estructurales y ácidas. También se evaluó la estabilidad térmica e hidrotermal de los materiales. Se probó la actividad catalítica de cobalto, sobre uno de los materiales preparados, en la reducción selectiva de monóxido de nitrógeno con propano a temperaturas entre 350 y 550 °C. Se alcanzó una conversión de 18 % de NO a 450 °C con el catalizador probado.

Palabras clave: Reducción selectiva de NO, catalizador de cobalto, materiales mesoporosos.

Acknowledgements

The author acknowledges to Departamento de Química Inorgánica, Cristalografía y Mineralogía, of Málaga University (Spain) for the support on experimental. Also thanks to CONACYT for a fellowship number 93793.

References

1. Li, G.; Larsen, S.C.; Grassian; V.H. J. Molec. Catal. A Chemical 2005,227(1), 25.         [ Links ]

2. Delahay, G.; Coq, B. Catal. Sci. Ser. 2002, 3, 345.         [ Links ]

3. V.H. Grassian Int. Rev. Phys. Chem. 2001, 20, 467.         [ Links ]

4. Ruckenstein, E.; Hu, Y.-H. Ind. Eng. Chem. Res. 1997, 36, 2533.         [ Links ]

5. Zhang, R.D.; Villanueva, A.; Alamdari, H.; Kaliaguine, S. Appl. Catal. A 2006, 207, 85.         [ Links ]

6. Zhang, R.D.; Villanueva, A.; Alamdari, H.; Kaliaguine, S. Appl. Catal. B 2006, 64, 220-233.         [ Links ]

7. Iwamoto, M.; Hamada, H. Catal. Today 1991, 10, 57.         [ Links ]

8. Zhang, W.X.; Yahiro, H.; Mizuno, N.; Izumi, J.; Iwamoto, M. Langmuir 1993, 9, 2337.         [ Links ]

9. Sjöval, H.; Olsson, L.; Fridell, E.; Blint, R.J. Appl. Catal. B 2006, 64, 180.         [ Links ]

10. Li, Y.J.; Armor, J.N. Appl. Catal. B 1992, 1, L31.         [ Links ]

11. Li, Y.J.; Slager, T.L.; Armor, J.N. J. Catal. 1994, 150, 388.         [ Links ]

12. Beck, J.S. US Patent 5057296, 1991.         [ Links ]

13. Beck, J.S.; Vartulli, J.C.; Roth, W.J.; Leonowicz, M.E.; Kressge, C.T.; Schmitt, K.D.; Chu, C.T.W.; Olsen, D.H.; Sheppard, E.W.; McCullen, S.B.; Higgins, J.B.; Schlenker, J.L. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10834.         [ Links ]

14. Luan, Z.; Cheng, C.-F.; Zhou, W. ; Klinowski, J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 1018.         [ Links ]

15. Tanev, P.T.; Chibwe, M.; Pinnavaia, T.J. Nature 1994, 368, 321.         [ Links ]

16. Jones, D.J.; Jimenez-Jimenez, J.; Jimenez-Lopez, A.; Maireles-Torres, P.; Olivera-Pastor, P.; Rodriguez-Castellon, E.; Roziere, E. J., J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1997, 431.         [ Links ]

17. Cheng, S.; Das, D. US Patent 6497857, 2002.         [ Links ]

18. Tuel, A.; Gontier, S.; Teissier, R. J. Chem Soc. Chem. Commun. 1996, 651.         [ Links ]

19. Zhang, W.; Pinnavaia, T.J., Catal. Lett. 1996, 38, 261.         [ Links ]

20. Zhang, W.; Wang, J.; Tanev, P.T.; Pinnavaia, T.J. J. Chem Soc. Chem. Commun. 1996, 979.         [ Links ]

21. He, N.Y., Bao, S.L., Xu, Q.H. Stud. Surf. Sci. Catal. 1997, 105, 85.         [ Links ]

22. Jones, D.J.; Jiménez-Jiménez, J.; Jiménez-López, A.; Maireles-Torres, P.; Olivera-Pastor, P.; Rodríguez-Castellón, E.; Rozière, J. J. Chem. Soc,.Chem. Commun. 1997, 431.         [ Links ]

23. Kloetstra, K. R.; Vanderbroek, J.; Vanbekkum, H. Catal. Lett. 1997, 47, 235.         [ Links ]

24. Chen, C.-Y.; Li, H.-H.; Davis, M. E. Microporous Mat. 1993, 2, 17.         [ Links ]

25. Fokema, M.D. ; Ying, J.Y. Appl. Catal. B 1998, 18, 71.         [ Links ]

26. Petryk, J.; Kolakowska, E. Appl. Catal. B 2000, 24, 121.         [ Links ]

27. Mescia, D.; Cauda, E.; Russo, N.; Fino, D.; Saracco, G.; Specchia, V. Catal. Today 2006, 117, 369.         [ Links ]

28. Sing, K.S.W; Everett, D. H.; Haul, R.A.W.; Moscou, L.; Pierotti, R.A.; Rouquerol, J.; Siemieniewska, T. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603.         [ Links ]

29. Cranston, R.W.; Inkley, F.A. Adv. Catal. 1957, 9, 143.         [ Links ]

30. Dzwigaj, S.; Janas, J.; Machej, T.; Che, M. Catal. Today. 2007, 119, 133.         [ Links ]

31. Yan, J.; Kung, M.C.; Sachtler, W.M.H.; Kung, H.H. J. Catal. 1997, 172, 178.         [ Links ]

32. Fierro, G.; Eberhardt, M.A.; Houalla, M.; Hercules, D.M; Hall, W.K. J. Phys. Chem. 1996, 100, 8468.         [ Links ]

33. Hernández-Huesca, R.; Braos-García, P.; Mérida-Robles, J.; Maireles-Torres, P.; Rodríguez-Castellón, E.; Jiménez-López, A. Chemosphere 2002, 48, 467.         [ Links ]

34. Marques, R.; El Kabouss, K.; Da Costa, P.; Da Costa, S.; Delacroix, F.; Djéga-Mariadassou, G. Catal. Today 2007, 119, 166.         [ Links ]

35. Yan, J.Y.; Saxhtler H.H.; Kung, W.M.H. J. Catal. 1998, 175, 294. 32.         [ Links ]

36. Jiménez-López, A.; Rodríguez-Castellón, E.; Maireles-Torres, P.; Díaz, L.; Mérida-Robles, J. Appl. Catal. A 2001, 218, 295.         [ Links ]

37. Datka, J.; Turek, A.M.; Jehng, J.M.; Wachs, I. E., J. Catal. 1992, 135, 186.         [ Links ]