In situ DRIFTS studies of high-temperature water-gas shift reaction on chromium-free iron oxide catalysts

The identification of reaction surface intermediates in the high-temperature water-gas shift reaction on iron oxide unpromoted and promoted MgO, SiO2 and TiO2 has been studied via diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS). The dosing of the gas mixture CO + H2O onto reduced Fe2O3/MgO as a function of reaction temperature produced formate species (1720, 1630 and 1370 cm−1) as a surface intermediate. On reduced Fe2O3/TiO2 only bands characteristic of carbonate species (1630 and 1550 cm−1) are observed. A direct correlation between catalytic activity and acid/base properties of our catalysts is established. The Fe2O3/MgO basic catalyst is 100 times more active than the acidic catalyst Fe2O3/SiO2.

RésuméL’identification des intermédiaires de surface en réaction de conversion du gaz à l’eau, dans le domaine des hautes températures, sur l’oxyde de fer seul et supporté par MgO, SiO2 et TiO2 a été étudiée par spectroscopie infrarouge en réflexion diffuse (DRIFTS). Le dosage de Fe2O3/MgO par le mélange gazeux CO + H2O en fonction de la température de réaction alimente la surface en espèces formiates (1720, 1630 et 1370 cm−1). Sur le système Fe2O3/TiO2, seules les bandes caractéristiques des espèces carbonates (1630 et 1550 cm−1) sont observées. Une corrélation directe entre l’activité catalytique et les propriétés acido-basiques est établie. Le catalyseur basique Fe2O3/MgO est 100 fois plus actif que le catalyseur acide Fe2O3/SiO2.