{"id":99027,"date":"2010-05-02T00:00:00","date_gmt":"2010-05-02T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/estudio-e-influencia-del-itrio-y-otros-modificadores-superficiales-en-el-comportamiento-de-catalizadores-soportados-en-tio2\/"},"modified":"2010-05-02T00:00:00","modified_gmt":"2010-05-02T00:00:00","slug":"estudio-e-influencia-del-itrio-y-otros-modificadores-superficiales-en-el-comportamiento-de-catalizadores-soportados-en-tio2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/quimica-inorganica\/estudio-e-influencia-del-itrio-y-otros-modificadores-superficiales-en-el-comportamiento-de-catalizadores-soportados-en-tio2\/","title":{"rendered":"Estudio e influencia del itrio y otros modificadores superficiales en el comportamiento de catalizadores soportados en tio2"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Rafael Sanchez Avellaneda <\/strong><\/h2>\n<p>Estudio e influencia del itrio y otros modificadores superficiales en el comportamiento de catalizadores soportados en tio2     1-introducci\u00f3n:  \t1.1-propiedades del \u00f3xido de titanio.   el oxido de titanio (iv) (tio2) debido a sus caracter\u00edsticas f\u00edsicas y qu\u00edmicas es uno de los \u00f3xidos met\u00e1licos mas usados en la industria y con mayor inter\u00e9s dentro del campo de la investigaci\u00f3n-innovaci\u00f3n.  el \u00f3xido de titanio presenta 3 formas cristalinas estables, rutilo (estructura tetragonal p42\/mnm), anatasa (estructura tetragonal i41\/amd) y brookita (estructura ortor\u00f3mbica pbca) aunque puede presentarse tambi\u00e9n de forma amorfa.  sumado a su car\u00e1cter biocompatible , su ligero peso y estabilidad f\u00edsico-qu\u00edmica, presenta un conjunto de propiedades que le confieren una gran utilidad en muchos \u00e1mbitos. Entre alguna de estas propiedades, podemos destacar:   \u00c2\u00bf\tactividad catal\u00edtica.  el estudio de reacciones redox favorecida por la presencia del tio2 tiene gran interes medioambiental. La acidez superficial y la estructura de este, \u00edntimamente relacionadas, regulan su actividad catal\u00edtica .   \u00c2\u00bf\tactividad fotocatal\u00edtica.  el tio2 (como otros \u00f3xidos tipo zno, fe2o3,cds y zns) puede actuar como fotocatalizador de reacciones redox debido a su estructura electr\u00f3nica, caracterizada por una banda de Valencia llena y una de conducci\u00f3n vac\u00eda separadas por una peque\u00f1a energ\u00eda , pudi\u00e9ndose producir la  foto-excitaci\u00f3n de electrones as\u00ed como la foto-generaci\u00f3n ox\u00edgenos activos en la superficie. La  disposici\u00f3n de las parejas hueco-electr\u00f3n  y los ox\u00edgenos debido a las distintas estructuras cristalinas en el tio2  resulta esencial en su actividad y eficacia  , , .  \u00c2\u00bf\tcar\u00e1cter diel\u00e9ctrico.  la gran variaci\u00f3n entre las posibles estructuras y morfolog\u00eda del tio2 produce importantes diferencias en sus propiedades, de las cuales el car\u00e1cter diel\u00e9ctrico se ve claramente influido por la naturaleza superficial, la cristalinidad y la existencia de nano-estructura .   \u00c2\u00bf\tfotoluminiscencia.  variando las v\u00edas de s\u00edntesis podemos obtener \u00f3xido de titanio (iv) con propiedades foto-luminiscentes. Su existencia as\u00ed como su intensidad, depende  principalmente de las diferentes estructuras cristalinas .   dentro de la bibliograf\u00eda podemos ver como el \u00f3xido de titanio pertenece a al grupo de los soportes catal\u00edticos activos  de metales soportados como el oro, presentando unas propiedades muy positivas, pero estas dependen de un gran n\u00famero de factores, como la cristalinidad, la variaci\u00f3n en el numero de vacantes o imperfecciones en la red cristalina, grupos oh en la red , as\u00ed como la posibilidad de dopar el \u00f3xido soporte con distintos materiales  variando estos factores.   trabajos el haruta y col. Demostraron la alta actividad del oro en cat\u00e1lisis  cuando se encontraba finamente dividido. Esta actividad est\u00e1 en clara relaci\u00f3n con el tama\u00f1o de las part\u00edculas del oro ,   y la forma de las mismas. Un factor muy importante, rivalizando con la forma de precipitaci\u00f3n del oro es la naturaleza del soporte ya que la estabilizaci\u00f3n, el tama\u00f1o y estructura del oro, que son los factores principales que influyen en su actividad, dependen del soporte y de las diferentes formas de comportarse y fijarse en \u00e9l.  1.2-s\u00edntesis:  la s\u00edntesis de \u00f3xidos de titanio tanto con elementos dopantes como sin ellos se puede realizar a partir de un gran n\u00famero de compuestos de partida, aunque generalmente la fuente para producci\u00f3n a nivel industrial  difiere de las usadas producciones a nivel de laboratorio o  para s\u00edntesis m\u00e1s especificas.  entre los compuestos de partida est\u00e1n desde la s\u00edntesis a partir de ticl4 (g), m\u00e1s usado en procesos industriales a trav\u00e9s del cual se purifica el tio2 que esta en la naturaleza, hasta gran numero de compuestos organo-met\u00e1licos como la familia de los alc\u00f3xidos mediante los cuales podemos conseguir una amplia familia de \u00f3xidos de titanio con diferentes propiedades.  las v\u00edas m\u00e1s estudiadas y usados para conseguir estos objetivos usando s\u00edntesis en medio l\u00edquido podemos destacar aquellas que se basan en la modificaci\u00f3n del medio donde se va a realizar la hidr\u00f3lisis.   a)\tgenerando disoluciones estructuradas mediante el uso de surfactantes ,   b)\tvariando la relaci\u00f3n disolvente:agua:catalizador de hidr\u00f3lisis  .  c)\tusar un soporte de naturaleza similar, tipo s\u00edlica sba-15 o mcm-41 sobre el que se hace crecer el \u00f3xido de titanio .   estos tres caminos o estrategias de s\u00edntesis se pueden combinar para conseguir el producto deseado.  el equilibrio de sustituci\u00f3n que se produce durante la  hidr\u00f3lisis a trav\u00e9s del cual se da la s\u00edntesis depende de:  \u00c2\u00bf\ttemperatura  \u00c2\u00bf\tconcentraci\u00f3n relativa \u00c2\u00bf\tenerg\u00eda de enlace \u00c2\u00bf\tpoder acomplejante \u00c2\u00bf\timpedimentos esteritos   en base tanto a los distintos medios de s\u00edntesis como al posible efecto de los elementos dopantes, el oxido de titanio se convierte en una herramienta muy vers\u00e1til y \u00fatil en gran n\u00famero de campos.   2-hip\u00f3tesis y objetivos:  en el trabajo que se est\u00e1 desarrollando en esta tesis esta focalizados en dos v\u00edas principalmente.  en la primera de ellas queremos estudiar cual seria el efecto de la adicci\u00f3n de itrio a la s\u00edntesis de \u00f3xido de titanio. Las variaciones que pudieran aparecer en el tio2  como soporte catal\u00edtico debido a de esta adici\u00f3n son resultado de variaciones en la distribuci\u00f3n electr\u00f3nica en la red del \u00f3xido de titanio, producidos tanto por las distintas propiedades fisico-qu\u00edmicas del elemento a\u00f1adido como por las posibles imperfecciones generadas en la red a resultado de esta adici\u00f3n. el objetivo de esta primera parte de la tesis seria la optimaci\u00f3n del proceso de inclusi\u00f3n del itrio dentro de la titania, as\u00ed como el estudio de la variaci\u00f3n en las propiedades obtenidas respecto al \u00f3xido de titanio solo y cual es la tendencia que se observa en la variaci\u00f3n de estas propiedades al aumentar la cantidad de elemento dopante a\u00f1adido.  la segunda parte del trabajo esta m\u00e1s focalizado en el estudio de la obtenci\u00f3n de \u00f3xidos de titanio con unas las propiedades  buscadas a priori mediante variaciones en los procesos de s\u00edntesis.  buscamos un camino que sea efectivo para introducir estas variaciones en el \u00f3xido de titanio a trav\u00e9s de un m\u00e9todo de s\u00edntesis. Como antes referimos, el m\u00e9todo mas com\u00fan de s\u00edntesis a escala de laboratorio es la hidr\u00f3lisis de compuestos organomet\u00e1licos y esta hidr\u00f3lisis depende de un gran n\u00famero de factores. Por lo que este camino nos ofrece muchas posibilidades a la hora de conseguir variaciones en el producto final.  la gran mayor\u00eda de las s\u00edntesis que est\u00e1n presentes en bibliograf\u00eda  act\u00faan sobre el medio que rodea al alc\u00f3xido14,15,16,17 antes y durante la gelificaci\u00f3n-hidr\u00f3lisis y envejecimiento del mismo, pero en muy pocas act\u00faan directamente sobre la naturaleza qu\u00edmica que rodea en primera instancia al titanio. La primera esfera de coordinaci\u00f3n del titanio antes de a\u00f1adir el agente gelificante. Esta, est\u00e1 constituida por los alc\u00f3xidos y el disolvente, pero si pudi\u00e9ramos conseguir modificar los equilibrios de intercambio usando mol\u00e9culas con una afinidad por el titanio mas efectiva que la propia del disolvente o el alc\u00f3xido y con diferentes propiedades, podr\u00edamos obtener familias de compuestos que presenten diferencias estructurales y qu\u00edmicas frente a los sintetizados mediante los procesos t\u00edpicos sol-gel publicados anteriormente.  la finalidad de esta segunda parte esta focalizada en realizar modificaciones en el \u00f3xido de titanio, caracterizar estas modificaciones y posteriormente seleccionar alguna propiedad con la que queramos dotar al \u00f3xido de titanio e intentar mediante el proceso de s\u00edntesis estudiado conseguirlo.    3-oxido de titanio dopado con itrio.  nuestro objetivo en esta parte de la tesis es estudiar como influye la adici\u00f3n de itrio al \u00f3xido de titanio de alta superficie como soporte catal\u00edtico de reacciones de gran inter\u00e9s medioambiental como reacciones de oxidaci\u00f3n de co o de water-gas-shift,  para lo cual el primer paso es la s\u00edntesis del oxido mixto de titanio itrio variando en distintas proporciones del segundo y posterior caracterizaci\u00f3n y estudio.  la s\u00edntesis del \u00f3xido de titanio se hace siguiendo un proceso sol-gel que consta de una mezcla de los reactivos que portan los metales, ter-but\u00f3xido de titanio y  nitrato de itrio, en butanol, alcohol del alc\u00f3xido que acompa\u00f1a al titanio , , esta mezcla se mantiene a reflujo durante 4 horas buscando que se alcancen los equilibrios en la disoluci\u00f3n. Pasado este tiempo se deja enfriar y se a\u00f1ade el catalizador de la hidr\u00f3lisis que es una mezcla agua-amoniaco .La mezcla se deja melificar 24 horas y se limpia posteriormente para obtener el s\u00f3lido con la menor cantidad de materia org\u00e1nica.  los distintos \u00f3xidos sintetizados son:  s\u00edntesis (nombre)\t%y\tmoles y(no3)3\t%ti\tmoles ti(buo)4\tdisolvente (buoh)(moles)\tcatalizador           ( moles) \t\t\t\t\t\th2o\tnh3 100\t0\t0.\t100\t0.15\t1.37\t0.3425\t0.012 93-07\t7\t0.1395\t93\t0.0105\t1.37\t0.3425\t0.012 87-13\t13\t0.0195\t87\t0.1305\t1.37\t0.3425\t0.012 80-20\t20\t0.12\t80\t0.03\t1.37\t0.3425\t0.012 75-25\t25\t0.0375\t75\t0.1125\t1.37\t0.3425\t0.012 50-50\t50\t0.075\t50\t0.075\t1.37\t0.3425\t0.012  esta tabla nos indica las proporciones en que fueron inicialmente mezclados. Las proporciones metal-disolvente-hidrolizador que se ven en esta tabla est\u00e1n tomadas de s\u00edntesis anteriores de \u00f3xidos met\u00e1licos a partir de alc\u00f3xidos de nuestro grupo.  a estos \u00f3xidos se les fue depositado oro, previamente hab\u00edan sido calcinados a 300\u00c2\u00bac y finamente divididos en mortero de \u00e1gata. el oro fue depositado a partir del \u00e1cido cloro\u00e1urico en disoluci\u00f3n acuosa y en una cantidad de un 1% en peso de oro respecto a la cantidad del s\u00f3lido, en agua ajustan el ph a 7 con naoh (0.1 m). Donde una vez estabilizado el ph se a\u00f1ade la cantidad correspondiente del s\u00f3lido y se mantiene agitando durante 1 hora a 70\u00c2\u00bac.  el catalizador oro-tio2 es secado durante 24 horas a 100\u00c2\u00bac antes de ser probado.  los \u00f3xidos y catalizadores \u00f3xido-metal sintetizados para estudiar sus caracter\u00edsticas y variaci\u00f3n de propiedades ser\u00e1n caracterizados por drx, sbet, tem, raman, espectrometr\u00eda uv-vis,  espectrometr\u00eda ir, medida de punto z, fluorescencia de rx y pruebas catal\u00edticas de oxidaci\u00f3n de co y water-gas-shift.       4-oxido de titanio modificado superficialmente.  en esta parte del trabajo estudiaremos el desarrollo de un m\u00e9todo a trav\u00e9s del cual podamos conseguir variaciones en las propiedades superficiales del \u00f3xido de titanio de alta superficie. Este m\u00e9todo a diferencia de otros mucho mas estudiados, no se basa en la modificaci\u00f3n del medio de la hidr\u00f3lisis, sino en variar el producto en si que se va a hidrolizar mediante un estudio de los procesos de sustituci\u00f3n-equilibrio que se dan durante la hidr\u00f3lisis-gelificaci\u00f3n.Estas variaciones se hacen a partir del conocimiento de que los procesos de sustituci\u00f3n y equilibrio de los alc\u00f3xidos de titanio, reactivo de partida, siguen un mecanismo de sustituci\u00f3n tipo sn2   y dentro de este mecanismo pueden participar otras mol\u00e9culas no alc\u00f3xidos con una afinidad mayor o menor por el metal central.  cualquier mol\u00e9cula con un grupo hidroxilo participa de los equilibrios de sustituci\u00f3n21 que se dan en una disoluci\u00f3n de alc\u00f3xidos de titanio, pero no solo este tipo de mol\u00e9culas, sino toda la que favorezcan sustituciones del tipo antes indicado. Un buen grupo nucle\u00f3filo puede entrar en los alc\u00f3xidos en disoluci\u00f3n e incluso podr\u00eda aguantar un proceso de hidr\u00f3lisis que no fuera demasiado en\u00e9rgica ( alta temperatura o gran concentraci\u00f3n de agente hidrolizante).  \ten este trabajo primero buscamos unas mol\u00e9culas con las que comprobar que este m\u00e9todo de variaci\u00f3n de la estructura del \u00f3xido de titanio es efectivo, mediante el uso de unas mol\u00e9culas m\u00e1s o menos simples a trav\u00e9s de las cuales realizamos las s\u00edntesis y posterior an\u00e1lisis de resultados. Como buscamos buenos nucle\u00f3filos y adem\u00e1s mantener las condiciones del entorno lo mas estables posibles, usamos  mol\u00e9culas con un pka similar, y en la misma concentraci\u00f3n para que su posible efecto en la estructura del \u00f3xido sea principalmente debida a su presencia unido a el durante la hidr\u00f3lisis.  \tuna vez realizadas estas s\u00edntesis y caracterizadas las modificaciones conseguidas en el \u00f3xido de titanio con esta metodolog\u00eda, por t\u00e9cnicas como drx, tem, sbet, rmn,  espectrometria uv-vis, ir, raman, pasamos a la segunda parte del trabajo donde buscamos poner en valor distintos \u00f3xidos de titanio mediante una s\u00edntesis similar a\u00f1adiendole propiedades a la superficie del mismo por adici\u00f3n de reactivos determinados.   \tentre las opciones sobre las que trabajamos nos decantamos por dos v\u00edas:  el uso medico del \u00f3xido de titanio, que es un buen material biocompatible, intentando modificarlo para que funcione como soporte de alguna sustancia de car\u00e1cter farmacol\u00f3gico como la protoporfirina de zinc (zpp), sustancia presente en el organismo  y actualmente en estudio por sus posibles usos dentro de la conocida como terapia fotodin\u00e1mica anticancerigena .  y como segunda opci\u00f3n, su uso como soporte catal\u00edtico, pero esta vez no por interacci\u00f3n directa con un metal sino como soporte de sustancias \u00faltimamente muy estudiadas y \u00fatiles en cat\u00e1lisis homog\u00e9nea como son los l\u00edquidos i\u00f3nicos. Consiguiendo un material que sume las ventajas que ofrece la cat\u00e1lisis homog\u00e9nea y la heterog\u00e9nea en un mismo lugar .  en estos dos casos la uni\u00f3n de la mol\u00e9cula al soporte se lleva a cabo previamente al proceso de hidr\u00f3lisis, aunque en el caso de la zpp ya se fija como tal y en el caso del l\u00edquido i\u00f3nico solo unimos el precursor del mismo y a posteriori trabajando sobre los sustituyentes superficiales ligados al tio2 parcialmente modificado buscamos la presencia del l. I\u00f3nico. En ambos casos, la estructura de los productos usados  presentan grupos carbox\u00edlicos que son los posibles responsables de la fijaci\u00f3n al \u00f3xido.  los l\u00edquidos i\u00f3nicos por lo visto en bibliograf\u00eda pueden actuar como tal en cat\u00e1lisis  o pueden ser a su vez disolventes donde estabilizar otros catalizadores (metales) , por lo que el \u00faltimo paso que se buscar\u00e1 en este apartado ser\u00e1 la deposici\u00f3n y estabilizaci\u00f3n de nanopart\u00edculas met\u00e1licas en la superficie del \u00f3xido para posterior caracterizaci\u00f3n de propiedades catal\u00edticas.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Estudio e influencia del itrio y otros modificadores superficiales en el comportamiento de catalizadores soportados en tio2<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Estudio e influencia del itrio y otros modificadores superficiales en el comportamiento de catalizadores soportados en tio2 <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Rafael Sanchez Avellaneda <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Sevilla<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 05\/02\/2010<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jos\u00e9 Antonio Odriozola Gordon<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: mario Montes ram\u00edrez <\/li>\n<li>cesar Jimenez sanchidri\u00e1n (vocal)<\/li>\n<li>vicente Cort\u00e9s corber\u00e1n (vocal)<\/li>\n<li>Mar\u00eda  cruz Arzamendi manterola (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Rafael Sanchez Avellaneda Estudio e influencia del itrio y otros modificadores superficiales en el comportamiento de catalizadores [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[2746,2587,20,10715,106209],"tags":[20976,28179,13583,13236,202254,22611],"class_list":["post-99027","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-catalisis","category-elementos-de-transicion","category-quimica-inorganica","category-sevilla","category-sintesis-de-nuevos-materiales-a-partir-de-organometalicos","tag-cesar-jimenez-sanchidrian","tag-jose-antonio-odriozola-gordon","tag-maria-cruz-arzamendi-manterola","tag-mario-montes-ramirez","tag-rafael-sanchez-avellaneda","tag-vicente-cortes-corberan"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/99027","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=99027"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/99027\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=99027"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=99027"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=99027"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}