Sistema fotocatalítico plasmónica utilizando Cloruro de plata/ nanaoestructuras plateadas bajo luz visible.

Nombre: Erick Guiñez BozoDocente: Guillermo Aguiar.

Asignatura: Química y superficie de los coloides.

Resumen• Sistema fotocatalítico plasmónica de nanoestructurados fue investigado

con cloruro de plata / nanopartículas de plata bajo la luz visible. Cloruro de plata / nanopartículas de plata se prepara fácilmente usando agente disperso y la irradiación de la luz. El análisis d-espacio, en alta resolución, microscopía electrónica de transmisión, análisis de rayos X de difracción y espectroscopia de reflactancia difusa, demostraron que las nanopartículas de plata se introdujeron en la superficie de las nanopartículas de cloruro de plata y el cloruro de plata / materiales de cloruro de plata fotocatalíticos nanoestructurados se han sintetizaron con éxito. La síntesis con fotocatálisis plasmónica exhibe un desempeño mejorado sobre nitro nanomateriales en dopados de óxido de titanio. La mejora de la actividad catalítica se originó a partir de la absorción mejorada de la luz visible, la separación region de electrón-region hueca, y la formación de átomos de cloro en cloruro de plata / nanoestracturas con materiales de plata .

El paper se divide en los siguientes puntos

• Sistema fotocatalítico plasmonica utilizando Cloruro de plata/ nanaoestructuras.

• Introducción. • Material y métodos• Fabricación de AgCl/Ag nanoparticulas ( AgCl/Ag- NPs)• Instrumentación. • descomposición de tinta.• Resultados y discusión.• Sumario • Reconocimientos.• Material suplementario.• Referencias.

A tener en cuenta

• La Plasmónica es una rama de la Nanofotónica que se basa en el estudio de los procesos de interacción entre la radiación electromagnética y los electrones de conducción en interfases metal-dieléctrico. Los comportamientos que se observan como consecuencia de dicha interacción pueden interpretarse en base a la existencia de plasmones - oscilaciones colectivas de los electrones de conducción presentes en un metal tipo Drude - que poseen características relacionadas con el metal, su geometría y sus dimensiones, la longitud de onda de iluminación y el medio circundante.

A tener en cuenta

• Dopar es un forma de decir en el caso de los semiconductores o electricidad a añadir átomos de impurezas a un SC intrínseco, un SC dopado es un SC extrínseco.

• En un semiconductor intrínseco las concentraciones de huecos y de electrones pueden alterarse mediante la adición de pequeñas cantidades de elementos llamados impurezas o dopantes, a la composición cristalina.

A tener en cuenta

• Agente dispersante: Aditivo químico utilizados para producir una distribución uniforme de los ingredientes de un producto, como en las emulsiones dermatológicas que contienen aceite y agua.

• Difracción: Este fenómeno se presenta siempre que de la luz emitida por una fuente se separa una fracción interponiendo un cuerpo opaco y esto es lo que da origen a su nombre: división en fracciones.

Introducción

• Fotocatalizador se ha prestado una gran ATENCION debido a las fascinantes propiedades como las fotoelectroquímica para conversión de energía solar .

• Utilidad del estudio: los materiales fotocatalíticos se podría aplicar a los campos de potenciales, incluyendo la separación del agua, la superficie de auto-limpieza, y la descomposición de los contaminantes orgánicos

Introducción

• Problemas con el Titanio , este presentan dificultades en sus propiedades en el rango de la luz ultra violeta (UV).

• Se quiere obtener una gran efectividad con este martial por ello se dopa.

• Óxido de titanio se ha dopado con dopantes metálicos y no metálicos, tales como metales de transición, el carbono, nitrógeno y azufre

Introducción

• Que se logrado: a partir de estas investigaciones, el material con óxido de titanio dopado exhiben una cambio en el tamiz de adsorción borde y dio lugar a la mayor actividad foto catalítica bajo luz visible.

Introducción

• ¿Por qué el método de fotocatálisis plasmónica?

• Mientras que el óxido de titanio dopado mostró la inestabilidad de la distorsión reticular y vinculo una débil forma, el fotocatalizador con plasmónica había mejorado en estabilidad, así como todo el rango de absorción de luz visible.

Introducción

• Con las nanoestructuras catalizadas se podido realzar una gran superficie y más sitios reactivos en la superficie de los catalizadores.• Se necesita desarrollar una

metodología más simple.

Introducción• ¿Que se quiere investigar o desarrollar en el paper?• En este documento, se presenta la ruta sencilla síntesis

para cloruro de plata /nanopartícula(AgCl/Ag-NPs) de plata con sistema de dispersión y la irradiación de la luz. De la cantidad controlada de un agente dispersante, AgCl/Ag-NPs con diámetros diferentes fueron sintetizados con éxito y el tamaño dependen de la actividad fotocatalítica fue explorado en la descomposición de la molécula con tinte orgánico bajo la luz visible. además, la formación detallada de las nanopartículas de plata en la nanopartícula de cloruro de plata fue analizado con el patrón de difracción de alta resolución, microscopía electrónica de transmisión, y el valor de d-espacio.

Materiales y métodos

• 2.1. Fabricación de AgCl/Ag nanoparticulas (AgCl/Ag-NPs)

• Para la síntesis se utilizan agentes dispersantes: nitrato de plata (Aldrich,USA) y ácido clorhidrico (Samchum,Korea).

• PVA poliviniloalcohol, peso molecular:13,000, Aldrich, USA. Este se utilizo como agente dispersante en el experimento.

• Bien explicado el procedimiento, pero no así el porque del mismo.

2.1. Fabricación de AgCl/Ag nanoparticulas (AgCl/Ag-NPs)

• Diferentes cantidad de PVA fueron disolvidas en 20 ml de solución de nitrato de plata y 1 ml de ácido clorihidrico se añadió con posterioridad a la solución de nitrato de PVA / plata.

• La reacción entre los iones de cloruro de plata y se llevó a cabo durante 6 horas a 25 grados Celsius.

• Las muestras resultantes se lavaron con agua destilada para eliminar el PVA y ácido clorhídrico.

• 2000rpm,30 min.• Horno de vacio 25° ¿cuanto tiempo?

Materiales y métodos

• 2.2. Instrumentación. • El microscopio electrónico de transmisión

(TEM)• Alta resolución-microscopio electrónico de

transmisión (HR-TEM).• X-ray Peaks de difracción entre 20° y 80° en 2

minutos. ¿porqué?

Materiales y métodos

• 2.3 . descomposición de tinta.• Azul de metileno (MB) fue adoptado como un

contaminante orgánico típico.• Calcinación 500°C por 5 horas.• Para descomposición añadir una alícuota de

0,05g de fotocatalizador y 20 mL de MB con una concentración a 30uM.

• Radiación visible usando Osram XBO 150W, con lámpara de Xenon.

2.3 . descomposición de tinta

• Para la degradación del MB colorante se uso UV-VIS espectroscopio (Perkin-Elmer lambda-20) en 1 hora para todos.

• Descomposición orgánica de carbón se utilizo TOC analyzer. ( ¿porque se media la descomposición? ).

Resultados y discusión.

Resultados y discusión.

• La cantidad añadida de PVA se utilizo para investigar al dependencia del tamaño en la actividad fotocatálica de la fotocatálisis plasmónica.

• Las nanoestructuras con baja y alta concentración de PVA tienen unos diámetros de 20 y 50 nm.

• PVA jugó un papel clave de agente de dispersión en la síntesis de nanopartículas de cloruro de plata y el resultado AgCl/Ag-NPs.

Resultados y discusión.

Resultados y discusión.(a) de alta resolución (HR) - TEM imagen de nanopartículasagcl7ag.

(b y c) HR-TEM imágenes (izquierda) y los patrones de difracción (derecha) del área seleccionada en AgCl / Ag nanopartículas correspondientes a (a). el área punteada representas selecciona el área enfocada en HR-TEM análisis. la zona A y B mostraron los diferentes d-espacio de valor (2,78 y 2,38 amperios) y patrón de difracción.

Resultados y discusión.

• Los valores diferentes de en el d-espacio analizado confirman las nanoparticulas de plata durante la irradiación con luz .

• Por lo tanto, se encontró que el método sugerido limitado a dar la ruta de síntesis de cloruro de plata / nanoestructuras de materiales plata.

• La formación de nanoparticulas plateadas con cloruro de plata es atribuida a factores exteriores de los iones (Ag+).

Resultados y discusión.

• La mejora de la actividad fotocatalítica del fotocatalizador plasmónica se atribuyó a la mencionada propiedad de Adsorción y Descomposición a través de AgCl(Ag-NPs).

• La descomposición del colorante se explica por la separación de la región de electrones y a la región hueca y la formación de iones clores neutros.

Resultados y discusión.

• El cloruro de plata (AgCl) sin nanopartículas de plata no presenta actividad fotocatalítica. (rxn)

• Mejor rendimiento con cloruro neutro de diámetro pequeño.

• Los catalizadores sintetizados a nanoescala tiene mayor estabilidad, ya que los resultados se mantuvieron constante luego de repetir la experiencia.

• La mineralización en análisis del carbón orgánico (TOC) es relevante para la descomposición del colorante.

Resultados y discusión.

• Explicación de la descomposición. • La descomposición general consiste en

de dos reacciones: • (1) La reacción de la molécula de

colorante para intermedios incoloros.• (2) La reacción de los intermediarios sin color

para formar productos mineralizados [42,43].• Biodegradabilidad y la disminución de

toxicidad.

Resultados y discusión.

• Por la forma en que se descompone el carbón (TOC), se puede decir que es crucial para la descomposición de azul de metileno.

• En los demás experiencias con sustancias dopadas como el TiO2 sin catalizador en la oscuridad, no se observo perdida de TOC.

Resultados y discusión.

Resultados y discusión.

Resultados y discusión.

Resultados y discusión.

Resumen • El tamaño y la actividad fotocatalitica sintetizados por los fotocatalizadores

fueron controlados por diferentes cantidades de PVA. • Los análisis de espacio “d” con análisis HR-TEM, XRD, y DRS, demostró que la

plata y el nanoestructura de cloruro de plata con nanoparticulas de plata las cuales se incorporan en la superficie de las nanopartículas de cloruro de plato se fabricaron exitosamente.

• Al introducir nano partículas plata en nanopartículas de cloruro de plata

permite mejorar la adsorción visible de luz, electrón-hueco de separación, la formación de átomos de cloro y la actividad fotocatalítica fue excelente.

• El sistema fotocatalítica fue validado para involucrar a la descomposición con el

proceso de mineralización, así como la decoloración.