Nb-doped nickel oxide catalysts for the oxidative dehydrogenation of ethane by knowing their electrochemical properties [Dataset]

En el presente artículo se propone una relación entre el comportamiento catalítico en la deshidrogenación oxidativa del etano (ODHE) de catalizadores de NiO dopados con Nb y sus propiedades electroquímicas. Para ello, se han sintetizado catalizadores de NiO dopados con Nb, altamente estables y selectivos para la deshidrogenación oxidativa del etano a etileno, mediante la optimización de parámetros de síntesis como la cantidad de ácido oxálico presente en el gel de síntesis y la temperatura de calcinación. Estos catalizadores se han caracterizado mediante difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM), espectroscopías Raman y de reflectancia difusa UV-Vis, TPR y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Además, se llevaron a cabo estudios de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), medidas de capacitancia (mediante análisis de Mott-Schottky) y estudios de voltamperometría cíclica. La caracterización electroquímica indica cambios en el tipo de semiconductor: carácter tipo p para las muestras calcinadas a 350 °C y para la muestra preparada en ausencia de ácido oxálico y calcinada a 500 °C, mientras que las muestras preparadas en presencia de ácido oxálico en el gel de síntesis y calcinadas a 500 °C presentan carácter tipo n. De acuerdo con los resultados obtenidos, los catalizadores más selectivos presentan una baja incorporación de Nb en la red cristalina de NiO, junto con una gran cantidad de pequeñas nanopartículas de Nb₂O₅ que recubren los cristalitos de NiO. Este trabajo presenta, por primera vez, una caracterización electroquímica completa de catalizadores de NiO dopados con Nb, mostrando una correlación entre sus propiedades electroquímicas y su comportamiento catalítico.