ESTUDIOS DE FOTOACTIVIDAD EN NANOCOMPOSITOS Au/ZnO INDUCIDA POR GENERACIÓN DE PLASMONES SUPERFICIALES

AGUIRRE, MATIAS EZEQUIEL; DE SOUZA GOES, M.; BUENO, P. R.; GRELA, MARÍA ALEJANDRA

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquimica y química Inorganica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Recientemente ha sido propuesto que los óxidos semiconductores pueden ser sensibilizados por nanopartículas metálicas mediante un mecanismo análogo al que ocurre con colorantes orgánicos. Cuando la luz incide sobre el metal se genera una polarización de los electrones superficiales (plasmón) lo cual puede conducir a la inyección electrónica en la banda de conducción del óxido, aumentando la separación y el aprovechamiento de las cargas fotoinducidas. En este trabajo, se obtuvieron nanoestructuras del tipo Au/ZnO por fotodeposición UV de nanopartículas de oro sobre óxido de zinc, donde la forma del plasmón puede ser modulada variando el contenido de agua presente en la fotoreducción.Objetivos: Determinar la relación que existe entre las características del plasmón y la actividad fotocatalítica inducida por irradiación de 536 ± 10 nm de los nanocompositos tomando como sistema modelo la oxidación del 2-propanol. A su vez, a partir del estudio de reacciones de reducción, determinar el tipo de mecanismo por el cual se da la fotocatálisis. Explicar y atribuir diferencias en el comportamiento fotocatalítico de nanoestructuras obtenidas por diferentes rutas sintéticas. Resultados: Imágenes de microscopía electrónica indican que es posible controlar la morfología de las partículas metálicas variando el contenido de agua. Al trabajar con concentraciones de agua menores a 60 mM se obtiene plasmones anchos como consecuencia de la agregación del Au, mientras que con concentraciones superiores, se obtienen plasmones finos que se correlacionan con un sistema monodisperso de partículas de oro de 15 nm. Los estudios de fotoactividad indican un comportamiento no lineal con un período de inducción para la formación de acetona proporcional a la concentración de agua, que evidencia el rol decisivo que juega la superficie metálica en el proceso de fotocatálisis. Actualmente se realizan experiencias por espectroscopia de absorción infrarroja para dilucidar los cambios superficiales que acompañan a este fenómeno. A tiempos largos de irradiación se observa la degradación de la acetona. Este proceso conduce a la inactivación irreversible del fotocatalizador, probablemente como consecuencia de la producción de productosquimisorbidos sobre el mismo. [1] El nanocomposito demuestra ser activo para la reducción del nitrobenceno en condiciones anaeróbicas, lo cual soporta la posibilidad que la transferencia electrónica metal-semiconductor sea uno de los mecanismos dominantes que explican la producción de productos de oxidación por irradiación visible.Conclusiones: Los estudios revelan que el agua tiene un efecto crítico en las propiedades de las nanoestructuras afectando el tipo de contacto entre el metal y el semiconductor y la eficiencia de los procesos de transferencia electrónica.Referencias bibliográficas[1]. Zope, B. N., Davies, R. J. Green Chem., 2011, 13, 3484.