Estudio del Comportamiento de Agua confinada en Nanoporos de TiO 2 por RMN

VELASCO, M.I.; FRANZONI, M.B.; FRANCESCHINI, E.; GONZALEZ SOLVEYRA, E.; SOLER-ILLIA, G.J. A. A.; ACOSTA, R.H.

Rosario

Congreso; XV Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2015; 2015

Los nanoporos deTitanio son materiales muy estudiados debido a sus múltiples aplicaciones en elárea de energía y medioambiente. Entender el comportamiento del agua confinadaen estos poros es un tema central para su uso en fotocatálisis, celdas solares,implantes de huesos y sensores ópticos entre otros.El agua confinada ennanoporos de SiO2 [1] muestra una estructura de dos capas adsorbidasy con escasa movilidad y una fase de agua más móvil. Con el objetivo de determinarsi el agua se comporta de manera análoga en los nanoporos de TiO2 seprepararon muestras con distinto niveles de llenado, utilizando una cámara de equilibrio isopiéstico a diferentes actividades. Se utilizaronsistemas con un tamaño de poro de alrededor de 5 nm.Debido a la escasamovilidad del agua confinada dentro de estos nanotubos, la interacción dipolarentre los núcleos de hidrógeno de dichas moléculas no se promedia pormovimientos rotacionales como sucede en la fase líquida. Esto motivó a que se utilicenmétodos de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de sólidos, los cuales soncomúnmente utilizados para estudiar sistemas en los cuales la interaccióndipolar residual da información sobre dinámica local, como por ejemplo enpolímeros [2]. Utilizando los métodos de coherencias cuánticas dobles, DQ-NMR, sepuede distinguir distintas movilidades de las moléculas de agua en función delllenado de los poros. Por otro lado, del estudio de la señal de RMN es posibledistinguir poblaciones de al menos dos tipos de agua, lo que verifica lopostulado por cálculos teóricos previos [3].  Referencias: [1] Steiner, Emilie, SabineBouguet-Bonnet, Jean-Luc Blin, y Daniel Canet. 2011. «WaterBehavior in Mesoporous Materials As Studied by NMR Relaxometry». The Journalof Physical Chemistry A 115 (35): 9941-46.[2]   Acosta, Rodolfo H., Gustavo A. Monti, MarceloA. Villar, Enrique M. Vallés, y Daniel A. Vega. 2009. «Transiently TrappedEntanglements in Model Polymer Networks». Macromolecules 42 (13):4674-80.[3] Solveyra, Estefanía González, Ezequiel de la Llave, Valeria Molinero,Galo J. A. A. Soler-Illia, y Damián A. Scherlis. 2013. «Structure,Dynamics, and Phase Behavior of Water in TiO2 Nanopores». TheJournal of Physical Chemistry C 117 (7): 3330-42.