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dc.contributor.author
Aguirre, Alejo
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dc.contributor.author
Fornero, Esteban Luis
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dc.contributor.author
Villarreal Medina, Aline
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dc.contributor.author
Collins, Sebastián Enrique
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dc.date.available
2022-01-18T21:44:35Z
dc.date.issued
2021-09
dc.identifier.citation
Aguirre, Alejo; Fornero, Esteban Luis; Villarreal Medina, Aline; Collins, Sebastián Enrique; Identification of key reaction intermediates during toluene combustion on a Pd/CeO2 catalyst using operando modulated DRIFT spectroscopy; Elsevier Science; Catalysis Today; 9-2021; 1-10
dc.identifier.issn
0920-5861
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/150274
dc.description.abstract
Operando DRIFT spectroscopy is used to elucidate the role of key reaction intermediates during toluene oxidation on a Pd/CeO2 catalyst and bare CeO2 support. Selective identification of active surface species and their discrimination from spectators were carried out by combining concentration-modulation excitation spectroscopy (c-MES) experiments with phase-sensitive detection (PSD) spectral analysis. The resolution of highly overlapped infrared bands in MES-PSD spectra was performed by a chemometric multivariate curve resolution-alternating least squares (MCR-ALS) method. Pd/CeO2 catalyst completely oxidizes toluene to CO2 (T50 = 235 ºC), while pure CeO2 activates the toluene molecule but incomplete combustion to CO and formaldehyde is observed. Our results revealed that the methyl group of adsorbed toluene on the ceria surface is activated by subtraction of an H atom by a lattice O−2, forming benzyl (C6H5CH2-) species intermediate. Then, the benzyl species is stepwise oxidized to benzyl alcohol, benzaldehyde, and benzoate. Subsequent decarboxylation of benzoate and oxidation of the aromatic ring produces formate and aldehyde-like species, which are finally oxidized to CO2 and water. Alternatively, the benzoate intermediate can be oxidized to anhydride species (maleic anhydride or succinic anhydride) that accumulates on the surface and are slowly oxidized to CO2. The main role of the palladium metal nanoparticles is to facilitate the replenishing of the lattice oxygen via a metal-assisted Mars-van Krevelen mechanism. These findings provide molecular insights into a key environmental catalysis process, which will improve the rational design of optimized catalytic systems.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier Science
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
BENZOATE
dc.subject
BENZYL
dc.subject
OPERANDO DRIFT SPECTROSCOPY
dc.subject
PALLADIUM, CERIUM OXIDE
dc.subject
TOLUENE OXIDATION, MES-PSD
dc.subject
VOCS COMBUSTION
dc.subject.classification
Ingeniería de Procesos Químicos
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dc.subject.classification
Ingeniería Química
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.subject.classification
Otras Ingeniería del Medio Ambiente
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Ingeniería del Medio Ambiente
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
Identification of key reaction intermediates during toluene combustion on a Pd/CeO2 catalyst using operando modulated DRIFT spectroscopy
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2021-12-13T18:49:56Z
dc.journal.pagination
1-10
dc.journal.pais
Países Bajos
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dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: Aguirre, Alejo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina
dc.description.fil
Fil: Fornero, Esteban Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina
dc.description.fil
Fil: Villarreal Medina, Aline. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina
dc.description.fil
Fil: Collins, Sebastián Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina
dc.journal.title
Catalysis Today
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0920586121004107
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2021.09.009
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