Preparation and characterization of an AB₂O₄ spinel type oxide: catalytic application of the supported CuFe₂O₄ solid

Abstract

In this paper, the effect of the support on the catalytic behavior of CuFe₂O₄ mixed oxides, supported on ZSM-5 and Al₂O₃, for a ferrite/support relation of 30%, is analyzed. The supported Cu ferrite was obtained by impregnation of the supports with Cu and Fe nitrates solutions and adding citric acid, for calcination temperatures between 150 and 700ºC. The propane combustion was used as reaction test. The catalytic activity was determined in a fixed bed flow reactor at programmed temperature, with a flow of 100 cm³/min containing a mixture of oxygen 4% and propane 1000 ppm. The addition of 500 ppm of NO in the feed resulted in different effects in the reaction. The zeolitic catalysts demonstrated to be active for the reduction of NO to N₂,as well as for the oxidation of propane to CO₂. The ferrite supported on Al₂O₃ only showed activity for the propane oxidation to CO₂. For both materials, the propane conversion, in presence of NO in the feed, is shifted towards lower temperatures suggesting that the hydrocarbon activation is modified by the presence of NO.

En este trabajo se analiza el efecto del soporte sobre el comportamiento catalítico de óxidos mixtos de CuFe₂O₄ soportados sobre ZSM-5 y Al₂O₃ para una relación ferrita/soporte igual al 30%. La ferrita de Cu soportada fue obtenida por impregnación de los soportes con solución de nitratos de Cu y Fe, adicionando ácido cítrico, para temperaturas finales de síntesis entre 150 y 700oC. La combustión de propano, fue empleada como reacción test. La actividad catalítica se determinó a temperatura programada en un reactor de flujo a lecho fijo con un caudal de 100 cm³/min conteniendo una mezcla de 4% de oxígeno y 1000 ppm de propano. El agregado de 500ppm de NO en la alimentación produjo diferentes efectos en la reacción. Los catalizadores zeolíticos mostraron ser activos para la reducción de NO a N₂ y la oxidación de propano a CO₂. Las muestras soportadas sobre Al₂O₃ sólo presentaron actividad para la oxidación del propano a CO₂. Ambos materiales muestran que la conversión de propano en presencia de NO en la alimentación se desplaza hacia menores temperaturas sugiriendo que la activación del hidrocarburo es modificada por la presencia de NO.