Catalizadores: Cómo caracterizarlos en el laboratorio

En el mundo de la ciencia y los laboratorios, un Catalizador es una sustancia utilizada para iniciar o acelerar una reacción química, sin que la misma cambie sus propiedades físicas o químicas. Estos Catalizadores están involucrados en el 80% de los productos manufacturados en todo el mundo y son esenciales en elementos de uso diario desde botellas de plástico hasta la fabricación de lácteos. Adicional a esto, un Catalizador ayuda al medio ambiente al reducir subproductos tóxicos, biocombustibles y generar baterías más eficientes.

Debido a la gran importancia que los Catalizadores tienen en una variedad de industrias, es de igual importancia poder caracterizarlos, para conocer así su espesor, distribución y composición química en relación a su material de soporte. No lograr este equilibrio podría resultar en la pérdida de materias primas valiosas para la empresa, o que simplemente ese catalizador no sea eficaz en su función. 

Es por esto que, existe una serie de equipos de laboratorio recomendados para la caracterización de Catalizadores:

1- Espectrometría de fluorescencia de rayos X (XRF)

Esta técnica entrega la composición elemental de un material, al medir las emisiones de rayos X. La mayoría de los Catalizadores heterogéneos están compuestos de materiales elementales, el método XRF es uno de los más recomendados para validar la calidad y cantidad de los elementos presentes en un catalizador. 

2- Espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS)

El XPS es una técnica muy sensible a la superficie. Muy similar en naturaleza al XRF, es capaz de detectar las  emisiones de fotoelectrones de una muestra excitada. Este método revela información química sólo de las capas superiores de los átomos, por lo que detecta los cambios químicos de un Catalizador que ha estado expuesto al aire e ilustrar el desempeño de ellos al analizar la calidad de sus materiales activos.

3- Difracción de rayos X (XRD)

Este método puede caracterizar materiales cristalinos y determinar el tamaño del cristalito de nanopartículas que transporta un material catalizador, lo que es muy útil para la calidad de un catalizador utilizado en la industria del reciclaje.

4- Espectroscopia infrarroja (FTIR)

El FTIR puede analizar los Catalizadores en su propia condición ambiental e incluso a medida que se está generando la reacción, para así probar el estado del funcionamiento de los Catalizadores en tiempo real.