Título :	Conversión fotocatalítica de CO2 a hidrocarburos mediante el uso de TiO2 modificado
Autor(es):	Arturo Velasco Hernandez
Palabras clave:	Fotocatálisis Energía Combustibles solares Semiconductores
Área:	BIOLOGÍA Y QUÍMICA
Fecha de publicación :	1-feb-2019
Facultad:	Facultad de Química
Programa académico:	Maestría en Ciencias de la Energía
Resumen:	En el presente trabajo de investigación, se obtuvieron películas semiconductoras de dióxido de titanio modificas con óxido de grafeno, nanopartículas de oro e impurificadas con oro, a partir de distintas soluciones precursoras sol-gel. Las películas se depositaron por el método de inmersión-remoción sobre vidrios portaobjetos y fueron sinterizadas a tres temperaturas: 450 °C, 500 °C y 550 °C. El óxido de grafeno fue sintetizado por el método de Hummers modificado; se obtuvieron laminas del material con tamaños entre 0.5 y 2 µm, con presencia de defectos estructurales y una separación interlaminar de 0.875 nm. Las nanopartículas de oro se obtuvieron mediante el método de Turkevich; todas fueron de forma esférica con diámetros entre 10 nm y 50 nm dependiente del precursor utilizado. Para la impurificación del dióxido de titanio, se probaron valores de 0.1 %, 0.5 % y 1 % atómico de oro. Tanto los materiales para modificar como todas las películas, fueron caracterizados por medio de espectroscopia UV-VIS, espectroscopia Raman, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y microscopía electrónica de transmisión. El desempeño fotocatalítico, se determinó mediante el fotoblanquedo de una solución acuosa de azul de metileno (AM). Los materiales con un mayor desempeño en la degradación de AM, fueron probados en la fotoreducción de CO2 a metanol. De esto último, se encontró que el material modificado con nanopartículas de oro sintetizadas con citrato de sodio, fue el mejor fotocatalizador. Con este material se logró una producción de 1.87 µmoles h-1 cm-2 de metanol utilizando luz UV como fuente de excitación. In the present research work, titanium dioxide semiconductor films were obtained and dopeded with graphene oxide and gold nanoparticles from different sol-gel precursor solutions. The films were deposited by dip coating on glass slides substrates and sintered at three temperatures: 450 °C, 500 °C and 550 °C. The graphene oxide was synthesized by the modified Hummers method; material sheets with sizes between 0.5 and 2 μm were obtained, with the presence of structural defects and an interlaminar separation of 0.875 nm. The gold nanoparticles were obtained by the Turkevich method; all particles were spherical in shape with diameters between 10 to 50 nm depending on the precursor used. For the doping of titanium dioxide films, values of 0.1%, 0.5% and 1% atomic gold were tested. All the materials to use and the films were characterized by means of UV-VIS spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The photocatalytic performance was determined by the photobleaching of an aqueous solution of methylene blue (MB). The materials with a higher performance in the degradation of MB, were tested in the photoreduction of CO2 to methanol. At last, it was found that the modification with gold nanoparticles synthesized with sodium citrate, was the best photocatalyst. With this material a production of 1.87 μmoles h-1 cm-2 of methanol was achieved using UV light as a source of excitation.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/1140
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