Síntesis y caracterización (s)tem avanzada de catalizadores modelo nanoestructurados basados en ceo2

Resumen

Los catalizadores nanoestructurados basados en CeO2 han sido estudiados y empleados en multitud de aplicaciones debido a sus excelentes propiedades rédox. No obstante, debido a la complejidad de esos sistemas, es necesario analizar individualmente la influencia de los diferentes parámetros sobre la actividad catalítica para llegar a comprender en profundidad los procesos físicos y químicos que gobiernan la reactividad química de estos compuestos. Las nanopartículas modelo de CeO2 pueden ser muy útiles para poder llevar a cabo estos estudios. La presente Tesis Doctoral se dedica a estudiar diferentes catalizadores nanoestructurados modelo basados en CeO2 con el fin de determinar el efecto de diversas variables sobre las propiedades de estas nanopartículas. Así, se sintetizaron nanopartículas de CeO2 con morfología controlada estudiándose mediante microscopía electrónica de transmisión avanzada (HREM, STEM-HAADF, EELS, tomografía electrónica) la estructura, morfología, cristalografía superficial, composición, etc. de estos nanomateriales. Asimismo, se estudió la influencia de los tratamientos térmicos sobre los aspectos morfológicos de dichas nanopartículas, llegándose a reconstruir las superficies [100} de estos nanocristales de CeO2 en nanofacetas tipo {111}. Además, se caracterizaron nanopartículas de CeO2 dopado con lantano y praseodimio mediante (S)TEM, revelándose la influencia de la composición en este segundo elemento lantánido sobre la morfología externa de los nanocristales. Se estudiaron en profundidad sistemas modelo Au/CeO2, mediante los cuales se pudo comprobar el efecto de los pretratamientos del soporte sobre la localización de las nanopartículas de oro y sobre actividad catalítica de estos materiales. Asimismo, se pudo determinar las especies activas de oro que están involucradas en la reacción de oxidación de CO. Por último, se sintetizaron catalizadores CeOx/MgO siguiendo las directivas de la UE en torno a la reducción de los materiales lantánidos en las composiciones de los catalizadores, consiguiéndose sistemas muy prometedores debido a la alta dispersión del CeO2 sobre el soporte de MgO.