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Evolution of the optimal catalytic systems for the oxidative dehydrogenation of ethane: The role of adsorption in the catalytic performance

RiuNet: Repositorio Institucional de la Universidad Politécnica de Valencia

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Evolution of the optimal catalytic systems for the oxidative dehydrogenation of ethane: The role of adsorption in the catalytic performance

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dc.contributor.author De Arriba-Mateos, Agustín es_ES
dc.contributor.author Solsona, Benjamin es_ES
dc.contributor.author Dejoz, Ana M. es_ES
dc.contributor.author Concepción Heydorn, Patricia es_ES
dc.contributor.author Homs, Narcís es_ES
dc.contributor.author Ramírez de la Piscina, Pilar es_ES
dc.contributor.author López Nieto, José Manuel es_ES
dc.date.accessioned 2023-07-13T18:02:42Z
dc.date.available 2023-07-13T18:02:42Z
dc.date.issued 2022-04 es_ES
dc.identifier.issn 0021-9517 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/194946
dc.description.abstract [EN] Three samples that correspond to the evolution of optimal catalytic systems for the oxidative dehydrogenation of ethane have been synthesized and compared in terms of catalytic behavior and adsorption properties: (i) vanadium oxide supported on alumina, (ii) Sn-promoted NiO, and (iii) multicomponent MoVTeNbO with the M1 structure. The main difference in catalytic performance lies in the extent of the overoxidation of the ethylene formed, following the order VOx/Al2O3 > NiSnOx > MoVTeNb-M1. Accordingly, the selectivity to ethylene at medium and high ethane conversion follows the order MoVTeNb-M1 > NiSnOx > VOx/Al2O3. These results are confirmed by the relative reaction rates observed for the oxidation of ethane and the oxidation of ethylene. Microcalorimetry studies indicate that the heat of adsorption of both ethane and ethylene is the highest in the most selective MoVTeNb-M1 sample. Thus, the low olefin decomposition in the MoVTeNb-M1 catalyst is not due to weaker adsorption of ethylene but to the reduced ability of its active sites to activate ethylene. The same conclusion regarding the MoVTeNb-M1 catalyst can be drawn by FT-IR of adsorbed ethylene. On the other hand, NiSnOx active sites present a high overoxidation ability, as demonstrated by the notorious formation of oxygenated species, precursors of COx. However, the ethylene decomposition is rather mild because of the existence of many free Lewis sites not involved in the overoxidation reaction. In contrast, in the case of the VOx/Al2O3 catalyst, almost all active sites are involved in the oxidation path, so that the olefins decompose readily. es_ES
dc.description.sponsorship The authors acknowledge the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (MCIU) for their funding (RTl2018-099668B-C21, MAT2017-84118-C2-1-R and MAT2017-87500-P) and FEDER. The authors from ITQ also thank Programa Severo Ochoa (SEV-2016-0683). A.A. acknowledges the Severo Ochoa Excellence Program for his grant (BES-2017-080329). es_ES
dc.language Inglés es_ES
dc.publisher Elsevier es_ES
dc.relation.ispartof Journal of Catalysis es_ES
dc.rights Reconocimiento (by) es_ES
dc.subject ODH ethane es_ES
dc.subject Ethylene es_ES
dc.subject FT-IR adsorbed ethylene es_ES
dc.subject Microcalorimetry es_ES
dc.subject MoVTeNb es_ES
dc.subject Promoted NiO es_ES
dc.title Evolution of the optimal catalytic systems for the oxidative dehydrogenation of ethane: The role of adsorption in the catalytic performance es_ES
dc.type Artículo es_ES
dc.identifier.doi 10.1016/j.jcat.2021.07.015 es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016/MAT2017-84118-C2-1-R/ES/VALORIZACION DE RECURSOS NATURALES COMO NUEVOS MATERIALES AVANZADOS :APLICACIONES CATALITICAS Y ELECTROQUIMICAS/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//SEV-2016-0683//Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica de Excelencia/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016/MAT2017-87500-P/ES/DISEÑO DE CATALIZADORES BASADOS EN CARBUROS DE METALES DE TRANSICION EFICIENTES EN PROCESOS DE PRODUCCION DE H2 Y PARA LA ACTIVACION SELECTIVA DE CO2/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//BES-2017-080329/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020/RTI2018-099668-B-C21/ES/VALORIZACION DE CO2: CAPTURA, Y TRANSFORMACION CATALITICA PARA ALMACENAMIENTO DE ENERGIA, COMBUSTIBLES Y PRODUCTOS QUIMICOS/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//MAT2017-84118-C2-1-R//VALORIZACION DE RECURSOS NATURALES COMO NUEVOS MATERIALES AVANZADOS :APLICACIONES CATALITICAS Y ELECTROQUIMICAS/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//MAT2017-87500-P//DISEÑO DE CATALIZADORES BASADOS EN CARBUROS DE METALES DE TRANSICION EFICIENTES EN PROCESOS DE PRODUCCION DE H2 Y PARA LA ACTIVACION SELECTIVA DE CO2./ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MICINN//RTl2018-099668- B-C21//Valorización de CO2: Captura, y transformación catalítica para almacenamiento de energía, combustibles y productos químicos./ es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.description.bibliographicCitation De Arriba-Mateos, A.; Solsona, B.; Dejoz, AM.; Concepción Heydorn, P.; Homs, N.; Ramírez De La Piscina, P.; López Nieto, JM. (2022). Evolution of the optimal catalytic systems for the oxidative dehydrogenation of ethane: The role of adsorption in the catalytic performance. Journal of Catalysis. 408:388-400. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.07.015 es_ES
dc.description.accrualMethod S es_ES
dc.relation.publisherversion https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.07.015 es_ES
dc.description.upvformatpinicio 388 es_ES
dc.description.upvformatpfin 400 es_ES
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion es_ES
dc.description.volume 408 es_ES
dc.relation.pasarela S\444875 es_ES
dc.contributor.funder European Regional Development Fund es_ES
dc.contributor.funder Ministerio de Ciencia e Innovación es_ES
dc.contributor.funder Ministerio de Economía y Competitividad es_ES
dc.contributor.funder Ministerio de Economía, Industria y Competitividad es_ES
dc.subject.ods 12.- Garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles es_ES


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