Reducibility and catalytic behavior of La0.25Sr1.75MnO4 Ruddlesden-Popper phase prepared by a modified Pechini method

Abstract

Few studies have been reported concerning the use of manganite compounds (La,Sr) 2 MnO 4 of Ruddlesden-Popper structure type as Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) electrode materials; in particular, on the anode side. In the present work La 0.25 Sr 1.75 MnO 4 compound was synthesized by a modified Pechini method. This prepared manganite was characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and its structure was analyzed into detail by refinement of recorded XRD profiles. La 0.25 Sr 1.75 MnO 4 was also subjected to a reducibility study through Temperature Programmed Reduction (TPR) and the catalytic properties for total and/or partial oxidation of methane were evaluated. Estimated values of lattice parameters in the refinement are in good agreement with those reported in the literature for various neighbored compositions of the series. The reduction of the material in diluted H 2 occurs in several stages and the decomposition starts above 800°C. In the catalytic studies, the material acts as a catalyst for total oxidation of methane even in oxygen deficient atmospheres. Keywords: SOFC, anode, manganite, XRD, TPR, catalytic oxidation. ResumenSe han reportado pocos estudios sobre el uso de compuestos de manganeso (La,Sr) 2 MnO 4 de estructura tipo Ruddlesden-Popper, como electrolitos de Celdas de Combustible de Óxido Sólido (SOFC), en particular como ánodos. En este trabajo el compuesto La 0,25 Sr 1,75 MnO 4 fue sintetizado por el método de Pechini modificado. Este material fue estudiado por la técnica de Difracción de Rayos X (XRD), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y su estructura analizada en detalle mediante refinamiento de los patrones de difracción de rayos X. La 0,25 Sr 1,75 MnO 4 fue sometido a un estudio de Reducción a Temperatura Programada (TPR) y se evaluaron sus propiedades catalíticas para la oxidación total y/o parcial de metano. Los parámetros de celda estimados en el refinamiento son bastante próximos con los reportados en la literatura para series con composiciones cercanas. La reducción del material en diluido ocurre en múltiples etapas y la descomposición comienza por encima de 800°C. En los estudios catalíticos el material actúa como catalizador para la oxidación total de metano incluso en atmósferas deficientes de oxígeno.