Synthesis and characterization of cerium oxide nanoparticles supported on nano-clays for their potential catalytic application

Abstract

La emisión de dióxido de carbono (CO2) derivada de actividades humanas como la quema de combustibles fósiles, incendios forestales y procesos industriales ha contribuido desfavorablemente al aumento del calentamiento global. Por ello, el uso de nanomateriales arcillosos funcionalizados con óxidos metálicos que, tras ser seleccionados por sus propiedades catalíticas específicas, se convierten en centros activos para la adsorción y conversión de gases contaminantes en productos menos nocivos. Así, con el objetivo de aprovechar la sinergia entre arcillas y óxidos metálicos en la adsorción de CO2, el presente estudio se centra en la síntesis y evaluación de nanopartículas de CeO2, ZnO y CeO2-ZnO soportadas en una matriz de arcillas nativas de la región amazónica ecuatoriana, provincia de Zamora Chinchipe. La síntesis por método de coprecipitación permitió obtener nano-compuestos con un tamaño de cristalito entre 10-120 Å (1-12 nm). Los resultados confirmaron que la combinación de CeO2 y ZnO soportados sobre nanoarcillas (caolinita, 0-25 nm) representa una estrategia prometedora para la creación de catalizadores altamente eficientes ya que la cinética de adsorción de CO2 destaca la relevancia de estos compuestos en procesos industriales que requieren una adsorción sostenida y eficiente a lo largo del tiempo. La estabilidad y las propiedades estructurales de estos nanomateriales se de-terminaron mediante técnicas de caracterización que incluyeron análisis Termogravimétrico (TGA) para el comportamiento de degradación másica en función de la temperatura, Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FT-IR) para el estudio de grupos funcionales y Difracción de Rayos X (XRD) para el análisis de fases cristalinas existentes.