Caracterización de fases activas catalíticas en superficies sólidas por Espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos X

SPAGNOTTO, S. L; NAZZARRO, M. S; ZGRABLISH, J. A

Buenos Aires

Congreso; 93 Reunión Nacional de Física Argentina; 2008

Asociación Física Argentina

La síntesis y caracterización de nuevos materiales con aplicaciones específicas en procesos vinculados con distintas problemáticas como la medioambiental, energética y farmacéutica, es un tema de creciente interés en la actualidad. Dentro de estas temáticas se encuentran distintos procesos catalíticos como por ejemplo la destrucción de compuestos orgánicos volátiles (COVs). Dentro de estos procesos, una vez conocida la fase activa de las reacciones involucradas, la utilización de diferentes soportes con características determinadas puede mejorar sustancialmente la conversión. Esto es debido a que la mejora en muchos de los procesos corresponde a las propiedades fisico-químicas de los materiales utilizados, que muestran una textura adecuada para orientar los procesos hacia los productos deseados al menor costo posible. Los catalizadores adecuados en estos procesos tienen que reunir ciertas características. Para la destrucción de COVs, una combinación de óxidos de Cu soportados sobre un material con una marcada acidez, parece ser una acertada combinación. De todos los materiales utilizados como soporte, distintos materiales porosos, como las arcillas pilareadas o los zeotipos, constituyen materiales con características ácidas probadas, por lo que pueden ser considerados en la preparación de estos catalizadores, con el aliciente de ser de bajo costo.             Por lo tanto, un punto crucial en la investigación de estos materiales es el análisis químico superficial de los materiales sintetizados. La técnica de Espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos X (XPS), también conocida por ESCA, es una de las principales técnicas de análisis de materiales ya que permite obtener información sobre la composición elemental en la superficie de la muestra y además, sobre el estado químico de dichos elementos. El análisis de los espectros de XPS permitió completar y ayudar a comprender los resultados obtenidos mediante otras técnicas experimentales: Fluorescencia de Rayos-X, Difracción de Rayos X, Análisis Térmicos Programados, (de reducción, de pérdida de peso y de cambios energéticos), Sorptometría de N2,  Espectroscopia de Infrarrojo y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). El objetivo general fue estudiar y poner a punto la técnica de espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS)  y la caracterización de catalizadores soportados en medios porosos. Las contribuciones de este trabajo pueden separarse en dos partes; la primera parte se destinó a estudiar e implementar la técnica de XPS; y en la segunda parte se aplicó dicha técnica a arcillas naturales y pilareadas. La técnica aplicada a estos materiales permitió comprender algunos de los fenómenos superficiales, pero además nos entregó información relacionada al bulk de las muestras, lo que realmente fue sorpresivo. Se estudió además la fase activa de catalizadores de cobre soportados en arcillas naturales y pilareadas y se halló una perfecta concordancia a los estudios realizados con Reducción Térmica Programada.