{"id":77566,"date":"2014-07-10T16:55:06","date_gmt":"2014-07-10T15:55:06","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/?p=77566"},"modified":"2014-07-10T16:55:06","modified_gmt":"2014-07-10T15:55:06","slug":"nuevos-materiales-nanoestructurados-para-aplicaciones-cataliticas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/tecnologia_polvos\/2014\/07\/10\/77566","title":{"rendered":"Nuevos materiales nanoestructurados para aplicaciones catal\u00edticas"},"content":{"rendered":"

En los \u00faltimos a\u00f1os, la nanotecnolog\u00eda se ha convertido en uno de los campos de investigaci\u00f3n m\u00e1s activos gracias a sus excepcionales propiedades y sus potenciales aplicaciones tecnol\u00f3gicas, muy diferentes a las que presentan los materiales a escalas superiores.
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Figura 1. Difracci\u00f3n de rayos X de las muestras sintetizadas.<\/figcaption><\/figure>
\nEntre las m\u00faltiples aplicaciones de la nanotecnolog\u00eda, destaca su uso en la descontaminaci\u00f3n medioambiental, para lo que se vienen utilizando, entre otros, semiconductores como el \u00f3xido de titanio (TiO2) y el \u00f3xido de zinc (ZnO). Este \u00faltimo genera gran inter\u00e9s cient\u00edfico debido a sus extraordinarias propiedades (\u00f3pticas, el\u00e9ctricas, mec\u00e1nicas,\u2026) y a que por su bajo coste, se presenta como un adecuado sustituto frente al primero. Adem\u00e1s, el ZnO es un material semiconductor, tipo \u201cn\u201d, con demostradas propiedades fotocatal\u00edticas.
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Figura 2. Imagen TEM a altos aumentos y espectros del an\u00e1lisis semicuantitativo de la muestra LM11.<\/figcaption><\/figure>
\nSe busca determinar el efecto de las impurezas sobre la morfolog\u00eda y la influencia del tipo y la cantidad de dopante, por ello, numerosos estudios recientes buscan desarrollar materiales h\u00edbridos de ZnO dopado con metales nobles para mejorar su actividad catal\u00edtica y su resistencia a la corrosi\u00f3n. En este contexto, usar plata como dopante resulta una opci\u00f3n de gran inter\u00e9s.<\/p>\n

Entre los distintos m\u00e9todos empleados para la s\u00edntesis de materiales h\u00edbridos destaca el m\u00e9todo solvot\u00e9rmico, el cual permite obtener nanopart\u00edculas en un solo paso. Adem\u00e1s es muy \u00fatil para preparar: (i) materiales que se descompongan a elevadas temperaturas, (ii) materiales muy poco solubles o reactivos, (iii) polimorfos de baja temperatura, (iv) especies con estados de oxidaci\u00f3n controlados o no usuales (a\u00f1adiendo oxidantes o reductores), (v) monocristales (por ejemplo el cuarzo), (vi) aleaciones que presentan baja resistencia qu\u00edmica (evitando su corrosi\u00f3n). Se caracteriza por trabajar a presiones moderadas, que se generar\u00e1n calentando, hasta una temperatura prefijada, un determinado l\u00edquido (diferente del agua), en un reactor autoclave que contiene la muestra.
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Figura 3. Porcentaje de eliminaci\u00f3n de MB con el tiempo.<\/figcaption><\/figure>
\nEste m\u00e9todo ha sido el empleado por investigadores del Grupo de Tecnolog\u00eda de Polvos (GTP) de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) para desarrollar con \u00e9xito un sistema h\u00edbrido de car\u00e1cter nanoestructurado, formado por \u00f3xido de zinc m\u00e1s plata met\u00e1lica (ZnO@Ag). <\/p>\n

En la Figura 1 se muestran los patrones de difracci\u00f3n (XRD) de las muestras preparadas (*), observ\u00e1ndose que se han sintetizado ZnO con estructura wurtzita y Ag met\u00e1lica con estructura c\u00fabica centrada en las caras, los cuales cumplen los m\u00e1ximos de difracci\u00f3n de las fichas JCDPS-89-1397 y JCPDS-87-0720, respectivamente.
\nEn la Figura 2 se recoge la imagen de microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n (TEM) y el an\u00e1lisis semicuantitativo (EDS) de la muestra LM11 (*) donde se comprueba que presenta una morfolog\u00eda en forma de nanoalambres (nanowires, NWs), que se corresponden con el ZnO, y nanoesferas (nanospheres, NSs), estando estas \u00faltimas dispersas sobre las primeras. <\/p>\n

Por \u00faltimo, las muestras sintetizadas fueron sometidas a estudios fotocatal\u00edticos, mediante la exposici\u00f3n de las mismas a una l\u00e1mpara UV, con el objetivo de estudiar su capacidad para eliminar contaminantes (en este caso, azul de metileno, MB). <\/p>\n

En la Figura 3 aparece el porcentaje de eliminaci\u00f3n de contaminantes frente al tiempo, demostrando la viabilidad del sistema para aplicaciones medio ambientales, ya que en todos los casos se obtuvieron porcentajes de eliminaci\u00f3n superiores al 58 %. Los mejores resultados obtenidos (logrando porcentajes de eliminaci\u00f3n pr\u00f3ximos al 100 %), confirman que las condiciones \u00f3ptimas de operaci\u00f3n son temperaturas bajas, tiempos intermedios de reacci\u00f3n y la adicci\u00f3n de un dispersante adecuado, ya que estas variables determinan la morfolog\u00eda y el tama\u00f1o de las part\u00edculas sintetizadas, siendo \u00e9stos, par\u00e1metros determinantes en la actividad fotocatal\u00edtica del sistema.
\nEstos resultados parciales obtenidos se presentaron en el I Encuentro de J\u00f3venes Investigadores de la SECAT, que tuvo lugar en M\u00e1laga, del 22-24 de Junio del 2014. <\/p>\n

(*) Condiciones de operaci\u00f3n: LM10 (120\u02daC, 6h, [Zn2+]=1,875\u202210-2 M, [Ag+]=0,), LM5 (120\u02daC, 18h, [Zn2+]=3,75\u202210-2M, [Ag+]=3,75\u202210-3M, hidracina), LM11 (120\u02daC, 3h, [Zn2+]=1,875\u202210-2M, [Ag+]=3,75\u202210-3M, CTAB-bromuro de hexadeciltrimetilamonio-).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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