Resumen

Se sintetizó un fotocatalizador de dióxido de titanio mesoestructurado, con un tamaño de cristalito uniforme (6-12 nm) y un diámetro de poro medio de ∼4,2 nm, utilizando una ruta hidrotermal no tensioactiva a baja temperatura, empleando ácido tartárico como agente de templado. Se incorporaron adiciones de oro de 0,5 a 2 % en peso, bien durante el proceso hidrotermal o mediante impregnación húmeda posterior a la síntesis. En comparación con las muestras preparadas por impregnación, las muestras sintetizadas hidrotérmicamente contenían grupos de oro de menor tamaño (≤1 nm) ocluidos en los poros de la matriz huésped. Mientras que el CO2 y el H2O fueron los principales productos de reacción en la oxidación de acetona en fase vapor asistida por UV utilizando estos catalizadores, también se produjeron C2H6 y HCO2CH3 para concentraciones más altas de acetona en aire. Se observó que la conversión de acetona aumentaba con la disminución del tamaño de las partículas de TiO2 y de oro. La espectroscopia IR in situ reveló que las partículas de titania y oro sirven como sitios independientes de adsorción y reacción para las moléculas de acetona y oxígeno. Las moléculas de acetona se adsorben exclusivamente en la superficie del TiO2, dando lugar a un estado de fuerte adsorción (condensado), así como a la formación de especies superficiales de tipo formiato y metilformiato. Los grupos hidroxilo de la superficie de titania participan directamente en estos pasos de adsorción. Por otro lado, las partículas de oro de tamaño nanométrico fueron las principales responsables de la adsorción y activación de las moléculas de oxígeno. A partir de estas observaciones se discuten los aspectos mecanísticos de los procesos fotoquímicos.

• Materias:Electroquímica Energía solar Fotoquímica Fotocatálisis Nanoestructuras
• Subjects:Electrochemistry Solar energy Photochemistry Photocatalysis Nanostructures
• Palabras claves:acetona, partículas de oro, moléculas de oxígeno, fotocatalizador de dióxido de titanio mesoestructurado, partículas de oro de tamaño nanométrico, diámetro medio de los poros, concentraciones más elevadas de acetona, principales productos de reacción, ruta hidrotermal sin tensioactivos, espectroscopia ir situ
• Keywords:acetone, gold particles, oxygen molecules, mesostructured titanium dioxide photocatalyst, nanosize gold particles, average pore diameter, higher acetone concentrations, main reaction products, nonsurfactant hydrothermal route, situ ir spectroscopy