A facile Shape-Controlled Synthesis of highly photoactive Fluorine containing TiO2 nanosheets with high {001} facet exposure

Surface fluorinated TiO2 materials with high {001} facet exposure were prepared by a simple and high yield preparation procedure. Faceted/fluorinated samples showed a high photocatalytic performance not only in oxidation processes, tested inphenol and Methyl Orange degradation, but also in a reduction process as Cr(VI) photoreduction. Reaction rates for these materials greatly exceeded the ones obtained for materials prepared without Fluorine addition and for commercial TiO2 Degussa (Evonik) P25 used as reference photocatalyst. A broad characterisation of the samples allowed us to estimate the percentages of different facets and the amount and form in which the fluorine is found on the surfaces. Good photocatalytic behavior can be ascribed to both high {001} facet exposure and adsorbed fluorine on the photocatalysts surfacesMinisterio de Economía y Competitividad CTQ2015-64664-C2-2-

Post-synthetic ligand exchange as a route to improve the affinity of ZIF-67 towards CO2

The Zeolitic Imidazolate Framework 67 (ZIF-67) is a highly promising material owing to its exceptional thermal stability, large specific surface area, cost-effectiveness, and versatile applications. One of the potential applications of ZIF-67 is gas separation processes, among which the separation of CO2/CH4 mixtures has attracted great interest nowadays in the biogas sector. However, when it comes to CO2/CH4 separation, ZIF-67 falls short as it lacks the desired selectivity despite its high adsorption capacity. This limitation arises from its relatively low affinity towards CO2. In this study, we have addressed this issue by partially exchanging the ligand of ZIF-67, specifically replacing 2-methylimidazole with 1,2,4 (1H) triazole, which introduces an additional nitrogen atom. This modification resulted in ZIF-67 showing significantly enhanced affinity towards CO2 and, as a result, greater selectivity towards CO2 over CH4. The modified materials underwent thorough characterization using various techniques, and their adsorption capacity was evaluated through high-pressure adsorption isotherms. Furthermore, their separation performance was assessed using the Ideal Solution Adsorption Theory, which provided valuable insights into their potential for efficient gas separation.Financial support from Ministerio de Ciencia e Innovación (Spain, PID2020-116998RB-I00) is gratefully acknowledged. Conselleria de Innovacion, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital (CIPROM/2021/022). This study forms part of the Advanced Materials programme and was supported by MCIN with funding from European Union NextGenerationEU (PRTR-C17.I1) and by Generalitat Valenciana

Como o precursor de Ti está envolvido na eficácia dos materiais Pt-TiO2 na fotodegradação de Metil alaranjado

As other studies have demonstrated, improving the effectiveness of TiO2 for environmental remediation requires that the properties of this oxide be modified using different synthesis methods. In the current study, labprepared TiO2 was synthesized using the hydrothermal method and two different Ti precursors (titanium butoxide and titanium isopropoxide). After the synthesis, the obtained titania was also modified using photodeposition by platinum nanoparticles. This study aims to evaluate the effectiveness of the photocatalytic materials prepared in photodegrading methyl orange. The Ti precursors used in the TiO2 synthesis had a slight effect on the physicochemical properties of the oxide obtained. When titanium butoxide was used as a precursor, we observed a change in the bandgap value and some material with the largest surface area. Additionally, the addition of Pt increased the absorption of TiO2 in the visible region of the electromagnetic spectrum and slightly decreased the bandgap value of this oxide. The photocatalyst prepared using titanium isopropoxide as a precursor showed the most remarkable effectiveness in the degradation rate of methyl orange. This is the result of the lower band gap value of this material which leads to easier transport of the photogenerated charges during the photocatalytic reaction. We also observed that the addition of Pt has a detrimental effect on the effectiveness of TiO2 in dye degradation, which may be due to possible obstruction of the dye-photocatalyst interaction on the TiO2 surface because of the Pt nanoparticles observed by tem. The effectiveness of commercial TiO2 in methyl orange degradation is slightly higher than that observed in other evaluated solids.Como han demostrado otros estudios, mejorar la efectividad del TiO2 para la descontaminación ambiental requiere que las propiedades de este óxido se modifiquen utilizando diferentes métodos de síntesis. En el estudio actual, el TiO2 preparado en laboratorio se sintetizó utilizando el método hidrotermal y dos precursores de Ti diferentes (butóxido de titanio e isopropóxido de titanio). Tras la síntesis, el titanio obtenido también fue modificado mediante fotodeposición por nanopartículas de platino. Este estudio tiene como objetivo evaluar la efectividad de los materiales fotocatalíticos preparados en fotodegradación de metil naranja. Los precursores de Ti utilizados en la síntesis de TiO2 tuvieron un ligero efecto sobre las propiedades fisicoquímicas del óxido obtenido. Cuando el butóxido de titanio fue utilizado como precursor, observamos un cambio en el valor de separación de banda y algún material con la mayor superficie. Además, la adición de Pt aumentó la absorción de TiO2 en la región visible del espectro electromagnético y disminuyó ligeramente el valor de separación de banda de este óxido. El fotocatalizador preparado utilizando isopropóxido de titanio como precursor mostró la efectividad más notable en la tasa de degradación del metil naranja. Este es el resultado del menor valor de separación de banda de este material que conduce a un transporte más fácil de las cargas fotogeneradas durante la reacción fotocatalítica. También observamos que la adición de Pt tiene un efecto perjudicial sobre la eficacia de TiO2 en la degradación del tinte, que puede ser debido a la posible obstrucción de la interacción tinte-fotocatalizador en la superficie de TiO2 debido a las nanopartículas de Pt observadas por TEM. La efectividad del TiO2 comercial en la degradación del metil naranja es ligeramente superior a la observada en otros sólidos evaluados.Como outros estudos vêm demonstrado, melhorar a efetividade do TiO2 para a descontaminação ambiental requer que as propriedades desse óxido sejam modificadas a partir da utilização de diferentes métodos de síntese. No estudo atual, o TiO2 preparado em laboratório foi sintetizado utilizando o método hidrotermal e dois precursores de Ti diferentes (butóxido de titânio e isopropóxido de titânio). Após a síntese, o titânio obtido também foi modificado mediante fotodeposição por nanopartículas de platino. O objetivo deste estudo é avaliar a efetividade dos materiais fotocatalíticos preparados em fotodegradação de metil alaranjado. Os precursores de Ti utilizados na síntese de TiO2 tiveram um leve efeito sobre as propriedades físicoquímicas do óxido obtido. Quando o butóxido de titânio foi utilizado como precursor, observamos uma mudança no valor de separação de banda e algum material com a maior superfície. Além disso, a adição de Pt aumentou a absorção de TiO2 na região visível do espectro eletromagnético e diminuiu levemente o valor de separação de banda desse óxido. O fotocatalisador preparado a partir de isopropóxido de titânio como precursor mostrou a efetividade mais notável na taxa de degradação do metil alaranjado. Esse é o resultado do menor valor de separação de banda desse material que conduz a um transporte mais fácil das cargas fotogeradas durante a reação fotocatalítica. Também observamos que a adição de Pt tem um efeito prejudicial sobre a eficácia de TiO2 na degradação do corante, que pode ser devido à possível obstrução da interação corante-fotocatalisador na superfície de TiO2 em virtude das nanopartículas de Pt observadas por TEM. A efetividade do TiO2 comercial na degradação do metil alaranjado é levemente superior à observada em outros sólidos avaliados

Desarrollo de materiales basados en TiO2 modificado con funcionalidad fotocatalítica para aplicaciones medioambientales

La Tesis Doctoral “Desarrollo de materiales basados en TiO2 modificado con funcionalidad fotocatalítica para aplicaciones medioambientales” está centrada en la síntesis de foto-catalizadores con alta eficiencia en la transformación de contaminantes orgánicos e inorgánicos en el agua. Para evaluar la actividad foto-catalítica de los materiales preparados, se ha utilizado, como moléculas sonda, el Fenol, el Naranja de Metilo y la especie Cr(VI), que están reconocidas por su impacto negativo cuando se encuentran presentes en los vertidos acuosos. Las modificaciones realizadas sobre el material sintetizado TiO2 , objeto de estudio de esta Tesis, incluyeron como experiencias: la fluoración mediante disoluciones acuosas de HF, la metalización con Pt, la conformación de óxidos acoplados TiO2-WO3 y la incorporación de electrolitos en el medio de síntesis. Todo esto con la idea de mejorar las características no solo del material sintetizado sino del TiO2 (Degussa, Evonik, P25) comercial considerado como referencia en la foto-catálisis heterogénea. Los materiales obtenidos en los diferentes procedimientos presentaron características fisicoquímicas y actividades fotocatalíticas, que ponen de manifiesto las mejoras conseguidas, al haber presentado un alto desempeño tanto en la degradación oxidativa de Naranja del Metilo y del Fenol como en la reducción de la especie Cr(VI), lo que amplía las posibilidades de aplicación de los mismos en procesos de descontaminación/desinfección de aguas contaminadas. Adicionalmente, el conocimiento generado a lo largo de la experimentación desarrollada en esta Tesis Doctoral, es de gran valía para entender las relaciones que se establecen entre las variables de síntesis y el control de las propiedades de los materiales en estudio

Desarrollo de materiales basados en TiO2 modificado con funcionalidad fotocatalítica para aplicaciones medioambientaless

Memoria presentada en el programa de doctorado "Recursos Naturales y Medio Ambiente" del departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola para aspirar al título de DoctorPeer reviewe

Información Investigador: Lara Angulo, Mayra Anabel

http://anabel_lara.tripod.com.ve/Resumen Curricular Mayra Anabel Lara. Ingeniero Químico. Egresada en el año 2000 de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes. Maestría en Gestión de Recursos Naturales y Medio Ambiente del CIDIAT. Estudiante del Master en Ingeniería del Agua de la Universidad de Sevilla. Experiencia en implantación de Sistemas de Gestión Ambiental, y en el área de caracterización y tratamiento de agua.MaestríaJunio de 2005Ingeniero Quimico+58 416 2749190Virrectorado AcadémicoPersonal de [email protected]

A Conceptual Approach for the Design of New Catalysts for Ammonia Synthesis: A Metal—Support Interactions Review

The growing interest in green ammonia production has spurred the development of new catalysts with the potential to carry out the Haber–Bosch process under mild pressure and temperature conditions. While there is a wide experimental background on new catalysts involving transition metals, supports and additives, the fundamentals behind ammonia synthesis performance on these catalysts remained partially unsolved. Here, we review the most important works developed to date and analyze the traditional catalysts for ammonia synthesis, as well as the influence of the electron transfer properties of the so-called 3rd-generation catalysts. Finally, the importance of metal–support interactions is highlighted as an effective pathway for the design of new materials with potential to carry out ammonia synthesis at low temperatures and pressures

High {001} faceted TiO2 nanoparticles for the valorization of oxygenated compounds present in aqueous biomass-derived feedstocks

{0 0 1} faceted TiO2 catalysts are hydrothermally synthesized by using titanium(IV) isopropoxide and butoxide precursors (ISO and BUT TiO2 samples) together with HF addition. Their activity and stability are evaluated in the catalytic condensation of light oxygenated organic compounds present in an aqueous model mixture simulating a real bio-refinery effluent, under moderate operation conditions. High {0 0 1} faceted TiO2 catalysts show organic products yields superior to those attained with other TiO2 samples (anatase, rutile, and P25). This enhanced catalytic activity relates to their physico-chemical and textural properties, such as high surface area (¿100 m2/g), regular morphology (platelets conformed by partially agglomerated TiO2 nanoparticles), and adequate Lewis acidity. XRD and Raman measurements evidence the unique presence of anatase crystalline phase in both ISO and BUT materials, in which the use of HF during synthesis produces the preferential growth of TiO2 crystals mainly exposing the {0 0 1} plane. This effective {0 0 1} facet exposition directly determines catalytic results. Moreover, TiO2 ISO catalyst shows outstanding stability under reaction conditions, maintaining practically unaltered their activity after several re-uses. In particular, Lewis acid sites present in TiO2 faceted materials are more stable in the presence of organic acids under aqueous environments. This opens new possibilities for the application of these materials in the valorization of light oxygenated compounds present in biomass-derived aqueous effluents.Financial support by Spanish Government (CTQ-2015-67592, CTQ-2015-68951-C3-1, CTQ-2015-64664-C2-2-P and SEV-2016-0683) is gratefully acknowledged. A.F-A. thanks “La Caixa-Severo Ochoa” Foundation for his PhD fellowship