Ciencia de la Catálisis de Óxidos Mixtos a Granel

Los catalizadores de óxidos mixtos a granel se utilizan ampliamente para diversas aplicaciones (catalizadores de oxidación selectiva, electrocatalizadores para pilas de combustible de óxido sólido y electrólitos de óxido sólido para la producción de hidrógeno), pero la comprensión fundamental de sus relaciones estructura-rendimiento ha quedado rezagada en la literatura. La ausencia de técnicas y métodos adecuados de caracterización de la composición superficial y la estructura superficial para determinar el número de sitios activos catalíticos, necesarios para la determinación de las tasas de reacción específicas (por ejemplo, frecuencia de recambio (1/s)), ha obstaculizado el desarrollo de conceptos fundamentales sólidos en esta área de la catálisis heterogénea. Esta Perspectiva revisa los conceptos tradicionales que se han empleado para explicar la catálisis por óxidos mixtos a granel (molybdatos, vanadatos, espinelas, perovskitas y varios otros sistemas de óxidos mixtos específicos) e introduce una perspectiva moderna sobre las relaciones fundamentales de estructura superficial-actividad/selección para los catalizadores de óxidos mixtos a granel. Los nuevos conocimientos han estado recientemente disponibles gracias a avances en técnicas de caracterización superficial (dispersión de iones de baja energía, XPS de energía resuelta y CH3OH-IR) que permiten un análisis directo de la capa superficial más externa de los catalizadores de óxido metálico mixto a granel. Los nuevos hallazgos suenan una nota de precaución para las hipótesis y conceptos aceptados, y se necesitan desarrollar nuevos modelos de catálisis que se basen en las características superficiales reales de los catalizadores de óxidos mixtos a granel.