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"Síntesis de nanomateriales óxido magnético-TiO2 por estrategias del método de reacción en microemulsión aceite-en-agua y su evaluación fotocatalítica en la producción de H2"
ARTURO ADRIAN RODRIGUEZ RODRIGUEZ
MARGARITA SANCHEZ DOMINGUEZ
EDUARDO MARTINEZ GUERRA
Acceso Abierto
Sin Derechos Reservados
TiO2
Actualmente, el gran reto en la síntesis y aplicación de nanomateriales en la producción fotocatalítica de hidrógeno (H2), es la preparación de nanoestructuras capaces de aprovechar la luz solar, una fuente de energía renovable y gratuita. En este aspecto, el material fotocatalizador más estudiado por sus excelentes propiedades fotocatalíticas, el óxido de titanio (TiO2), carece de los atributos necesarios para captar la región visible del espectro solar (que comprende poco más del 40 %) pues su absorción óptica se encuentra en la región de luz ultravioleta [2]. Sin embargo, dada la flexibilidad de algunos métodos de síntesis es posible acoplar una fase activa en luz visible junto al TiO2, generando un nanomaterial compuesto (nanomaterial híbrido) capaz de absorber luz por encima de los 400 nm. Además, dependiendo de la segunda fase, es posible mejorar la separación de cargas, estabilidad estructural, e inclusive incorporar propiedades ajenas a la primera fase en una sola plataforma multifuncional. Un ejemplo de ello son los nanomateriales híbridos óxido magnético-TiO2, que permiten recuperar el fotocatalizador (del medio de reacción) de manera rápida, sencilla y eficaz al aplicar un campo magnético externo [3]. Cabe mencionar que óxidos magnéticos, como las ferritas espinela (ej. CoFe2O4, NiFe2O4 y ZnFe2O4), han demostrado poseer también valiosas propiedades fotocatalíticas, pues presentan una eficiente absorción de luz visible debido a sus valores de bandgap relativamente bajos (<2 eV), buena conductividad eléctrica (favorable para la transferencia de electrones y huecos), una gran capacidad de adsorción-desorción molecular, adecuada estabilidad contra la fotocorrosión, y baja toxicidad [4, 5]. Aunque en los últimos años el estudio de las ferritas tipo espinela en relación a la producción de hidrógeno ha ido en aumento, la capacidad de esta familia de óxidos no ha sido totalmente explorada, especialmente con nanopartículas M2+Fe2O4 sintetizadas por métodos de microemulsión. Considerando lo anterior, este trabajo de tesis se enfoca en el estudio de la síntesis y evaluación fotocatalítica de nanomateriales simples M2+Fe2O4 (M: Co, Ni y Zn) y TiO2, así como los híbridos correspondientes (M2+Fe2O4-TiO2), mediante el desarrollo de dos estrategias (semilla e impregnación) basadas principalmente en el método de reacción en microemulsión del tipo aceite-en-agua (O/W). La caracterización mediante las técnicas de XRD, SEM, HRTEM-STEM, UV-VIS, XPS y VSM, de los
2018-03
Tesis de doctorado
Español
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