Synthesis and structural characterization of LaMnO3+δ AND La0.8AE0.2MnO3+δ (AE=Ca, Sr, Ba) perovskites for catalytic oxidation of volatile organic compounds

Abstract

Las perovskitas LaMnO3 y La0.8AE0.2MnO3 (AE=Ca, Sr, Ba) fueron preparadas en un único paso mediante el método de autocombustión y caracterizadas mediante difracción de rayos X y fisisorción de nitrógeno, para su aplicación como catalizadores en la oxidación completa de compuestos orgánicos volátiles. Las fases estudiadas presentan las estructuras cristalinas tipo perovskita esperadas (ortorrómbica y romboédrica). Los materiales obtenidos directamente de la síntesis (cenizas) son óxidos estequiométricos que durante un pre-tratamiento de calcinación a 750 °C se transforman irreversiblemente en estructuras con vacancias de cationes de fórmula LaMnO3+δ y La0.8AE0.2MnO3+δ. Las áreas específicas (método BET) fueron determinadas para las muestras en forma de polvo antes de la evaluación catalítica, mostrando valores bajos pero acordes a lo esperado para polvos microparticulados. En los experimentos de catálisis se pudo apreciar que casi no existe relación entre el estado inicial o el metal alcalinotérreo presente en el material y la performance obtenida. Mediante experimentos de termo-difracción in situ se pudo comprobar que las cenizas, fases estequiométricas, empiezan a convertirse en fases deficientes en cationes entre los 200 y 300 °C. Esto sugiere que el factor más importante para la actividad catalítica de estos óxidos, sino el único, es el cociente molar Mn4+/Mn3+ en la superficie de las muestras.