Biblioteca CICESE

31918

Sánchez Osorio, Celsa (tesista)

Raymond Herrera Oscar (Director de tesis)
Camacho López Santiago (miembro de comité)
Jaime Acuña Oscar Eugenio (miembro de comité)
Sharma Subhash (miembro de comité)

Actualmente el sector industrial está experimentando un profundo cambio al hacer que sus procesos tengan el menor impacto negativo en el medio ambiente, reutilizando materiales y reemplazando los combustibles fósiles por energías limpias. Los procesos de fotocatálisis plasmónica han ayudado a que este cambio sea menos difícil, dado que ofrece a la industria metodologías útiles para transformar compuestos eficientemente empleando la luz solar. Entre ellas, destaca el uso de nanomateriales de fase simple o compositos, por su conversión selectiva y gran eficiencia en los procesos catalíticos. En este proyecto se ha trabajado en el desarrollo de nanomateriales semiconductores-plasmónicos, sintetizados por la técnica sol-gel, para su uso en la obtención de productos de valor agregado a partir de la conversión de glucosa mediante fotocatálisis. Se sintetizaron un total de 39 muestras (distribuidas en 7 series) de compositos basados en nanopartículas de plata incrustadas en matrices semiconductoras de ferrato de bismuto (BiFeO3) dopado por sustitución con metales y tierras raras (X y/o Y seleccionados de estudios previos) en los sitios A y B del semiconductor (Bi(1-x)XFe(1-Y)YO3-Ag). La caracterización de las propiedades estructurales, químicas, morfológicas y ópticas de los compositos se llevó a cabo empleando las técnicas de difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de UV-VIS-NIR, espectroscopia IR y espectroscopia de fotoelectrones inducidos por rayos X. De los resultados obtenidos se escogió el compuesto Bi0.92Er0.08FeO3 (BEFO-xAg), sintetizado con diferentes concentraciones molares de plata (x) del 0 al 30% del peso total del BEFO. La difracción de rayos-X muestra que el composito BEFO-xAg presenta dos fases constituyentes: la fase BEFO con la estructura típica de perovskita del BiFeO3 y la fase de plata metálica. La microscopía electrónica de barrido muestra una morfología de granos con tamaños menores a los 300 nm, en donde están presente conglomerados con morfología del tipo panal de abeja o esponja. La espectroscopia IR por su parte muestra las vibraciones de enlaces moleculares característicos del BiFeO3, con bandas presentes en 806 y 1126 cm-1 , atribuido a la unión del BEFO-xAg. La espectroscopia de fotoelectrones de rayos X exhibe la presencia superficial de los elementos del composito. Por último, la espectroscopia UV-VIS-NIR expone una notable absorción en las tres regiones de análisis preferentemente en la región del UV-vis, con un claro salto en la región de los 320 nm atribuido a los plasmones superficiales de partículas semiesféricas de plata en el orden de los nanómetros. Además, del análisis Touc se encuentra que los compositos poseen una estructura de bandas compleja, caracterizada por diferentes bordes de absorción atribuida a la combinación de una distribución de composición de la matriz semiconductora como una distribución de tamaño de las nanopartículas de plata embebidas. La evaluación de los procesos fotocatalíticos de la conversión de glucosa mediante cromatografía líquida de alta eficacia demuestra que los fotocatalizadores BEFO-xAg poseen respuestas adecuadas, presentando valores de conversión entre 30 y 46 % en 180 min de reacción. El estudio demuestra que los fotocatalizadores de BEFO-xAg son selectivos a convertir la glucosa en ácido glucurónico, como primer producto de reacción. Los nanocompositos BEFO-xAg sintetizados en este estudio son nanomateriales de gran actividad catalítica en procesos de oxidación y reducción para la conversión de la glucosa, amigable con el medio ambiente, escalable a nivel industrial y con alto rendimiento. 

Tesis para obtener el grado de Maestro en Ciencias en Nanociencias

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California

2022

xiv, 80 hojas : ilustraciones ; 28 cm.

Raymond Herrera Oscar; Camacho López Santiago; Jaime Acuña Oscar Eugenio; Sharma Subhash

Fotocatálisis plasmónica
Nanomateriales
Glucosa
Nanocompositos
Plasmonic photocatalysis
Glucose 
Nanocomposites

Miembros del Comité: Raymond Herrera Oscar; Camacho López Santiago; Jaime Acuña Oscar Eugenio; Sharma Subhash
Incluye anexos y referencias bibliográficas

Número de inventario	Volumen	Biblioteca	Ubicación	Estado	Nota
31918	--	CICESE	Colección de tesis	Disponible

Sánchez Osorio, C. 2022.Nanomateriales para la obtención de productos de valor agregado a partir de glucosa mediante fotocatálisis. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. xiv, 80 hojas.