SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE FILMS DELGADOS MESOPOROSOS DE Zr1-xCexO2. GENERACIÓN IN SITU DE NANOPARTÍCULAS DE Au CON APLICACIONES EN CATÁLISIS

IANINA L. VIOLI; ANDRÉS ZELCER; MARIANO BRUNO; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Físicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Los óxidos mesoporosos presentan grandes áreas específicas (200-1000 m2/g) y arreglos ordenados de poros de tamaño comprendido entre 2 y 50 nm. El procesado de estos materiales como films delgados es particularmente interesante ya que permite incluir las propiedades de un sistema poroso altamente controlado en un recubrimiento. El gran número de aplicaciones existentes para los films delgados mesoporosos (FDMP) ha impulsado el desarrollo de nuevos métodos para su preparación.1 Si bien se han reportado síntesis de FDMP basados en óxidos mixtos2 Zr1-xCexO2 aún es necesario comprender el efecto de las variables que definen la obtención reproducible de estos materiales. Objetivos: En este trabajo se estudia la influencia de variables como la identidad del sustrato y el tratamiento post-síntesis en la preparación de FDMP de Zr1-xCexO2 con x entre 0.1 y 0.5, sintetizados mediante la combinación de procesos sol-gel con el autoensamblado de surfactantes. Se evalúa la generación in situ de nanopartículas (NPs) de Au en los FDMP de estequiometria Zr0.9Ce0.1O2 y su aplicación en la oxidación electrocatalítica de EtOH y CO. Resultados: Se prepararon FDMP por dip coating sobre Silicio, vidrio e ITO. Luego del depósito se ensayaron tres tratamientos distintos: 1) tratamiento directo: directamente a 200ºC, 2) tratamiento de estabilización prolongado: 50% RH por 24 hs, 60ºC por 24 hs y 130ºC otras 24 hs, y 3) tratamiento de estabilización corto: mismos pasos que en el prolongado, pero solamente durante 30 min. Los FDMP se caracterizaron por FE-SEM, TEM, poroelipsometría ambiental, SAXS y DRX. Se obtuvieron films altamente ordenados, homogéneos y robustos para x = 0.1, 0.2 y 0.3 sobre todos los sustratos utilizando los tres tratamientos de estabilización. Para los FDMP con mayor contenido de Ce (x= 0.4 y 0.5) se determinó que el tratamiento a 200ºC directamente es el óptimo para la obtención de films con porosidad ordenada. La generación de NPs de Au se realizó in situ mediante ciclos de adsorción en solución 1mM de HAuCl4 y reducción con solución 10mM de NaBH4. Estos materiales compuestos presentaron capacidad electrocatalítica para la oxidación de EtOH y CO. Conclusiones: Es posible preparar FDMP homogéneos y ordenados Zr1-xCexO2 con 0.1≤x≤0.5 sobre diferentes sustratos a través de métodos de química suave y utilizando un tratamiento post-síntesis mucho más veloz que los reportados hasta el momento. Se pueden generar in-situ NPs de Au de manera sencilla, y el material compuesto resultante.