Estudio de las propiedades del TiO_2 modificado como soporte de reacciones catalíticas
El objetivo de esta tesis es realizar un estudio teórico utilizando herramientas de primeros principios para determinar las propiedades del TiO2 modificado, relacionándolas con las potenciales aplicaciones catalíticas en la búsqueda de nuevos materiales de interés tecnológico. En todos los casos...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2015
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2546 |
| Aporte de: |
| Sumario: | El objetivo de esta tesis es realizar un estudio teórico utilizando herramientas de
primeros principios para determinar las propiedades del TiO2 modificado,
relacionándolas con las potenciales aplicaciones catalíticas en la búsqueda de nuevos
materiales de interés tecnológico. En todos los casos presentados, se ha intentado
aportar claridad a la controversia existente en la literatura con respecto a algunas de las
múltiples posibilidades de modificación del semiconductor estudiado entendiendo que
el espectro de posibilidades ingenieriles de este material es altamente auspicioso y
versátil.
El dióxido de titanio (TiO2) es un semiconductor sensible a la luz que absorbe
radiación electromagnética cerca de la región UV. Es anfotérico, muy estable
químicamente y no atacable por la mayoría de agentes orgánicos e inorgánicos, no
tóxico y biocompatible.
Primeramente, se llevó a cabo una optimización meticulosa de las estructuras
más estables, como lo son anatasa y rutilo, ya que es sabido que la titania no es un
sistema de fácil modelado y que las propiedades electrónicas son altamente
dependientes de la representación y códigos computacionales utilizados.
Las modificaciones estructurales y electrónicas producidas por el monodopado,
con elementos metálicos (Pt y V) y no metálicos (C y N) en diferentes posiciones y a
diferentes concentraciones, así como las originadas por el codopado, han sido
estudiadas en la búsqueda de mejorar la actividad catalítica.
De acuerdo a evidencia experimental, la hetero-unión de dos catalizadores
diferentes o de dos o más fases de un mismo catalizador como la titania, favorece la
actividad posiblemente debido a una mayor eficiencia en la separación de los portadores
de carga que actuarían modificando las propiedades óxido-reductoras finales del
sistema. A fin de comprender los mecanismos implicados en la misma, se realizó un
análisis de la alineación de las bandas en las fases mixtas anatasa-rutilo de la titania.
Por último se modelaron dos de los pasos elementales de la reacción de
conversión de monóxido de carbono (CO) con agua o water gas shift (WGS) en los
sistemas metal/soporte puro y modificado, como complemento de resultados
experimentales llevados a cabo por colaboradores, con la intención de realizar un aporte
a la investigación aplicada. |
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