Título :	Estudio de la actividad catalítica de estructuras tipo perovskita SrFeO3-x en la reformación de metano.
Autor(es):	Edgard Daniel Hernández Ibarra
Palabras clave:	Ingeniería y Tecnología Ciencias Tecnológicas Ingeniería y Tecnología Químicas
Fecha de publicación :	31-oct-2023
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Ingeniería en Nanotecnología
Resumen:	Se estudiaron las propiedades catalíticas del compuesto SrFeO3-x tipo perovskita soportadas en alúmina mesoporosa (AMP) y en una esponja mesoporosa de sílice (EMS-15). Los cristales de perovskita crecieron en la superficie de los soportes, utilizando el proceso sol-gel. Se obtuvieron cristales de tamaños nanométricos con una concentración aproximada del 2%w. Adicionalmente, se depositaron nanopartículas de oro (AuNPs) en los compósitos, SrFeO3-x/AMP y SrFeO3-x/EMS-15, mediante el proceso de deposición por precipitación, alcanzando concentraciones del 0.02%w en el caso de la SrFeO3-x/EMS-15 y del 0.3%w en la SrFeO3-x/AMP. Se emplearon diversos métodos de caracterización para determinar las propiedades estructurales y electrónicas de las muestras. Inicialmente, los soportes a base de alúmina y sílice fueron caracterizados por la técnica de XRD. Como resultado se evidenció que estos soportes son amorfos, ya que predominaron reflexiones anchas tipo gaussianas en la muestra, así como también, se confirmó la presencia de la fase ortorrómbica para la perovskita pura (SrFeO3-x). Mediante el análisis de las muestras por microscopía electrónica de barrido (SEM por sus siglas en inglés) se observó una aglomeración esférica de partículas y una distribución uniforme del tipo perovskita en los compósitos de SrFeO3-x/AMP y SrFeO3-x/EMS-15. Mientras que con la técnica STEM, se midió un tamaño aproximado de 15v nm para las AuNPs depositadas en los diferentes materiales. La técnica de UV-Vis confirmó la presencia de las AuNPs al mostrar una señal de absorción entre los 500 y 550nm, propia de la resonancia del plasmón de superficie. Mediante la técnica Tauc´s plot se obtuvo el “band gap” de cada muestra obteniendo un valor de 3.5eV para SrFeO3-x/AMP y 4.32eV SrFeO3-x/EMS-15. Cuando las AuNPs fueron incorporadas en los catalizadores se obtuvo un aumento en el “band gap” de 3.65eV para AuNPs-SrFeO3-x/AMP y 4.4eV AuNPs-SrFeO3-x/EMS-15, sin embargo, se observó la introducción de estados trampa alrededor de 2.39eV para AuNPs-SrFeO3-x/AMP y 2.35eV para AuNPs-SrFeO3-x/EMS-15, debidos a la presencia de las AuNPs. Los resultados obtenidos en la evaluación de generación de gas de síntesis no fueron satisfactorios, debido a que dentro del reactor los catalizadores no se lograron activar por efecto de temperatura, las temperaturas probadas fueron de 110°C y 250°C a presiones de P1=50 bar y P2=20 bar. La no actividad catalítica por efecto de la temperatura está relacionada con los valores grandes de la brecha energética y la probable aglomeración de las AuNPs a temperaturas arriba de 110°C. Mientras que, cuando se les aplicó radiación UV, todas las muestras presentaron actividad catalítica en la reacción de formación de hidrógeno, mediante la activación de la molécula de agua, siendo la muestra AuNPs-SrFeO3-x/EMS la que mostró una mayor actividad catalítica, con una ganancia del 33% respecto al fotólisis del agua. La cantidad de AuNPs soportadas en las muestras, fue muy pequeña, por lo que no se logró ver un efecto significativo y sinérgico entre el catalizador tipo perovskita y las AuNPs, esto impacto en solo una ligera actividad catalítica de los materiales para la producción de hidrógeno.
URI:	https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/9641
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