Análisis de cargas de nanopartículas de Au en films mesoporosos de TiO2 con aplicación catalítica

BOROVIK, PAULA; ANGELOMÉ, PAULA C.

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2022; 2022

Los materiales compuestos basados en nanopartículas metálicas (NPs) y óxidos mesoporosos son un grupo de nanomateriales de gran interés porque combinan las propiedades inherentes a cada parte individual, y además, por exhibir nuevas propiedades que resultan de la sinergia de la interacción óxido-nanopartícula. Sólo por mencionar algunas de estas características, las NPs de metales nobles se destacan por sus propiedades ópticas y su capacidad catalítica. Dichas propiedades pueden ser fácilmente moduladas al modificar su tamaño, forma y medio dieléctrico circundante. Sin embargo, las NPs en solución forman coloides que presentan cierta inestabilidad debido a la elevada energía superficial de las partículas, lo que provoca agregación de las mismas y eventualmente una desactivación de sus propiedades.Por otra parte, los films delgados mesoporosos (FDMPs) son materiales de elevada área específica (200-1000 m2/g), con poros monodispersos altamente ordenados y de tamaño controlable en el intervalo 2-50 nm. Dado que el tamaño de poro es complementario al tamaño de las NPs metálicas, en este contexto los FDMPs surgen como alternativa para utilizarlos como sustrato para soportar a las NPs. Se solucionan así los problemas causados por la agregación de las NPs, otorgando estabilidad, dispersión homogénea y complementando la potencialidad del sistema al aportar sus características propias. Adicionalmente, debido al método de preparación de los FDMPs, estos pueden manipularse y extraerse fácilmente de un medio de reacción, lo cual implica cierta capacidad de reutilización de los nanocompuestos.En el presente trabajo, se presenta el estudio de la incorporación de NPs de oro en films mesoporosos de TiO2 mediante el método de impregnación con solución de HAuCl4 y posterior reducción con NaBH4 con el fin de obtener materiales con aplicaciones en catálisis. Los mesoporos fueron moldeados utilizando tres surfactantes diferentes: Pluronic F127, Brij 58 y Pluronic P123, lo que da lugar a diferentes tamaños y arreglos de poros. La caracterización de las muestras se realizó mediante espectroscopía de absorción UV-Vis y Reflectometría de Rayos X. Se analizó la influencia del molde utilizado, del tratamiento térmico de los films y del tiempo de reacción (ver Figura) sobre la carga de NPs. Se encontró que todos estos parámetros tienen fuerte influencia sobre la cantidad de NPs incorporadas y la accesibilidad posterior del sistema.Finalmente, se estudió la capacidad catalítica de los sistemas sintetizados frente a una reacción modelo, encontrando resultados preliminares prometedores.