XANES Study of the Radiation Damage on Alkanethiolates-Capped Au Nanoparticles

The radiation damage during XANES experiments on alkanethiols capped gold nanoparticles has been investigated. Different carbon length chains and nanoparticle sizes have been studied. Changes in the spectra after 45 minutes of irradiation, using a bend magnet, were observed for chains with more than 6 carbon atoms and are associated with the cleavage of S-C bonds and formation of atomic sulphur on the nanoparticle surface.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

XANES Study of the Radiation Damage on Alkanethiolates-Capped Au Nanoparticles

The radiation damage during XANES experiments on alkanethiols capped gold nanoparticles has been investigated. Different carbon length chains and nanoparticle sizes have been studied. Changes in the spectra after 45 minutes of irradiation, using a bend magnet, were observed for chains with more than 6 carbon atoms and are associated with the cleavage of S-C bonds and formation of atomic sulphur on the nanoparticle surface.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Estabilidad y reactividad de pequeños aglomerados atómicos (AQC) : Estrategias de caracterización y aplicaciones en catálisis

Se propone el estudio de la estabilidad de pequeños aglomerados atómicos (atomic quantum clusters - AQC) frente a su interacción con diferentes sustratos, especialmente sobre estructuras inertes y compactas como la de los grafenos, y su reactividad frente a diferentes moléculas como oxígeno y monóxido de carbono. Se pretende establecer un marco original de conocimiento sobre la estructura atómica y electrónica de los AQC y sobre su estabilidad y reactividad, mediante un estúdio experimental exhaustivo por técnicas avanzadas de caracterización, con el complemento de simulaciones computacionales. Se explorarán las aplicaciones de los AQC para diferentes reacciones de interés en catálisis, como la oxidación de CO o la reacción de "water gas shift". 1) estudio de la interacción con el soporte de AQC de Cu y de Ag: a) Se estudiarán el efecto de la interacción con el soporte en las características estructurales y electrónicas de AQC de Cu y Ag mediante técnicas de espectroscopía de absorción de rayos X (EXAFS y XANES) y espectroscopía de fotoemisión de electrones (XPS). En una primera etapa se estudiarán AQC de 5 átomos de Cu (Cu5) y de 5 átomos de Ag (Ag5). Se utilizarán dos tipos de soportes: i) a base de carbono para minimizar la interacción y ofrecer una superficie compacta que impida la difusión hacia el interior del volumen, como HOPG, grafito, óxido de grafeno (GO) y óxidos de grafeno reducido (rGO) y ii) diferentes tipos óxidos que presentan una interacción más fuerte (CeO2, TiO2, Al2O3, SiO2 y sistemas micro y mesoporosos de dichos óxidos) para impedir la movilidad y posterior aglomeración de los AQC. 2) Caracterización de AQC en condiciones controladas de temperatura y fase gaseosa. a) Estudios in situ de AQC de Cu y Ag soportados en diferentes condiciones de temperatura y presión mediante técnicas de espectroscopía de absorción de rayos X (EXAFS y XANES). Se estudiará la estabilidad y reactividad en presencia O2, H2O, CO e H2 en función de la temperatura. b) Estudios in situ de AQC de Cu y Ag soportados en condiciones controladas de presión y temperatura mediante XPS a alta presión. 3) Los resultados obtenidos para AQC caracterizados estructural y electrónicamente en las condiciones de los objetivos 1 y 2 serán simulados mediante métodos ab initio y DFT con el propósito de obtener una descripción teórica de dichos sistemas. a) Se generarán mediante protocolos del tipo DFT las estructuras más estables de AQC de Cu y Ag en diferentes configuraciones: vacío, agua y con interacción con diferente número de moléculas de O2 y/o H2O. b) Se simularán con diferentes códigos los espectros de absorción de rayos X (XANES y EXAFS) a partir de los AQC obtenidos en a) para cotejar dichas predicciones con los resultados experimentales. 4) Se evaluarán las propiedades catalíticas de AQCs para diferentes reacciones catalíticas: a) Se estudiará la oxidación de CO a CO2 por O2 en fase gaseosa empleando AQC soportados. b) Reacción de water gas shift para la producción de H2 por AQC soportados.Universidad Nacional de La Plat

Estabilidad y reactividad de pequeños aglomerados atómicos (AQC) : Estrategias de caracterización y aplicaciones en catálisis

Se propone el estudio de la estabilidad de pequeños aglomerados atómicos (atomic quantum clusters - AQC) frente a su interacción con diferentes sustratos, especialmente sobre estructuras inertes y compactas como la de los grafenos, y su reactividad frente a diferentes moléculas como oxígeno y monóxido de carbono. Se pretende establecer un marco original de conocimiento sobre la estructura atómica y electrónica de los AQC y sobre su estabilidad y reactividad, mediante un estúdio experimental exhaustivo por técnicas avanzadas de caracterización, con el complemento de simulaciones computacionales. Se explorarán las aplicaciones de los AQC para diferentes reacciones de interés en catálisis, como la oxidación de CO o la reacción de "water gas shift". 1) estudio de la interacción con el soporte de AQC de Cu y de Ag: a) Se estudiarán el efecto de la interacción con el soporte en las características estructurales y electrónicas de AQC de Cu y Ag mediante técnicas de espectroscopía de absorción de rayos X (EXAFS y XANES) y espectroscopía de fotoemisión de electrones (XPS). En una primera etapa se estudiarán AQC de 5 átomos de Cu (Cu5) y de 5 átomos de Ag (Ag5). Se utilizarán dos tipos de soportes: i) a base de carbono para minimizar la interacción y ofrecer una superficie compacta que impida la difusión hacia el interior del volumen, como HOPG, grafito, óxido de grafeno (GO) y óxidos de grafeno reducido (rGO) y ii) diferentes tipos óxidos que presentan una interacción más fuerte (CeO2, TiO2, Al2O3, SiO2 y sistemas micro y mesoporosos de dichos óxidos) para impedir la movilidad y posterior aglomeración de los AQC. 2) Caracterización de AQC en condiciones controladas de temperatura y fase gaseosa. a) Estudios in situ de AQC de Cu y Ag soportados en diferentes condiciones de temperatura y presión mediante técnicas de espectroscopía de absorción de rayos X (EXAFS y XANES). Se estudiará la estabilidad y reactividad en presencia O2, H2O, CO e H2 en función de la temperatura. b) Estudios in situ de AQC de Cu y Ag soportados en condiciones controladas de presión y temperatura mediante XPS a alta presión. 3) Los resultados obtenidos para AQC caracterizados estructural y electrónicamente en las condiciones de los objetivos 1 y 2 serán simulados mediante métodos ab initio y DFT con el propósito de obtener una descripción teórica de dichos sistemas. a) Se generarán mediante protocolos del tipo DFT las estructuras más estables de AQC de Cu y Ag en diferentes configuraciones: vacío, agua y con interacción con diferente número de moléculas de O2 y/o H2O. b) Se simularán con diferentes códigos los espectros de absorción de rayos X (XANES y EXAFS) a partir de los AQC obtenidos en a) para cotejar dichas predicciones con los resultados experimentales. 4) Se evaluarán las propiedades catalíticas de AQCs para diferentes reacciones catalíticas: a) Se estudiará la oxidación de CO a CO2 por O2 en fase gaseosa empleando AQC soportados. b) Reacción de water gas shift para la producción de H2 por AQC soportados.Universidad Nacional de La Plat

Study of the nature and location of silver in Ag-exchanged mordenite catalysts: characterization by spectroscopic techniques

Catalysts based on Na-mordenite (symbolized as M) exchanged with 5, 10, and 15 wt % of Ag were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), extended X-ray absorption fine line structure (EXAFS), X-ray absorption near edge spectroscopy (XANES) and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS) to investigate the effect of different treatments on the chemical state and surface concentration of the silver species. The AgxM catalysts were analyzed in oxidizing (O2) or reducing (H2/Ar) atmospheres and also after being used in the selective catalytic reduction of NOx or in successive cycles of toluene adsorption/desorption. In calcined samples, EXAFS profiles showed two types of AgO spheres of coordination, one due to a dispersed phase of silver oxide and the other due to Ag+ ions in interaction with the oxygen of the zeolite framework. The UV-vis DRS spectra showed the coexistence of isolated Ag+, Agn(delta)+ (n < 10) cationic clusters and AgxO particles. In addition, through the modified Auger parameter (alpha), calculated from XPS measurements, it was possible to identify Ag+ ions at exchange sites (alpha = 722 eV) and AgxO ( alpha = 725 eV) highly dispersed on the surface. Both species constitute stable active centers for the selective catalytic reduction of NOx under severe reaction conditions. However, during the adsorption-desorption of toluene, the reduction of silver oxides produces Ag(0) due to thermal hydrocarbon decomposition.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Estabilidad y reactividad de pequeños aglomerados atómicos (AQC) : Estrategias de caracterización y aplicaciones en catálisis

Se propone el estudio de la estabilidad de pequeños aglomerados atómicos (atomic quantum clusters - AQC) frente a su interacción con diferentes sustratos, especialmente sobre estructuras inertes y compactas como la de los grafenos, y su reactividad frente a diferentes moléculas como oxígeno y monóxido de carbono. Se pretende establecer un marco original de conocimiento sobre la estructura atómica y electrónica de los AQC y sobre su estabilidad y reactividad, mediante un estúdio experimental exhaustivo por técnicas avanzadas de caracterización, con el complemento de simulaciones computacionales. Se explorarán las aplicaciones de los AQC para diferentes reacciones de interés en catálisis, como la oxidación de CO o la reacción de "water gas shift". 1) estudio de la interacción con el soporte de AQC de Cu y de Ag: a) Se estudiarán el efecto de la interacción con el soporte en las características estructurales y electrónicas de AQC de Cu y Ag mediante técnicas de espectroscopía de absorción de rayos X (EXAFS y XANES) y espectroscopía de fotoemisión de electrones (XPS). En una primera etapa se estudiarán AQC de 5 átomos de Cu (Cu5) y de 5 átomos de Ag (Ag5). Se utilizarán dos tipos de soportes: i) a base de carbono para minimizar la interacción y ofrecer una superficie compacta que impida la difusión hacia el interior del volumen, como HOPG, grafito, óxido de grafeno (GO) y óxidos de grafeno reducido (rGO) y ii) diferentes tipos óxidos que presentan una interacción más fuerte (CeO2, TiO2, Al2O3, SiO2 y sistemas micro y mesoporosos de dichos óxidos) para impedir la movilidad y posterior aglomeración de los AQC. 2) Caracterización de AQC en condiciones controladas de temperatura y fase gaseosa. a) Estudios in situ de AQC de Cu y Ag soportados en diferentes condiciones de temperatura y presión mediante técnicas de espectroscopía de absorción de rayos X (EXAFS y XANES). Se estudiará la estabilidad y reactividad en presencia O2, H2O, CO e H2 en función de la temperatura. b) Estudios in situ de AQC de Cu y Ag soportados en condiciones controladas de presión y temperatura mediante XPS a alta presión. 3) Los resultados obtenidos para AQC caracterizados estructural y electrónicamente en las condiciones de los objetivos 1 y 2 serán simulados mediante métodos ab initio y DFT con el propósito de obtener una descripción teórica de dichos sistemas. a) Se generarán mediante protocolos del tipo DFT las estructuras más estables de AQC de Cu y Ag en diferentes configuraciones: vacío, agua y con interacción con diferente número de moléculas de O2 y/o H2O. b) Se simularán con diferentes códigos los espectros de absorción de rayos X (XANES y EXAFS) a partir de los AQC obtenidos en a) para cotejar dichas predicciones con los resultados experimentales. 4) Se evaluarán las propiedades catalíticas de AQCs para diferentes reacciones catalíticas: a) Se estudiará la oxidación de CO a CO2 por O2 en fase gaseosa empleando AQC soportados. b) Reacción de water gas shift para la producción de H2 por AQC soportados.Universidad Nacional de La Plat

Structure of extremely nanosized and confined In-O species in ordered porous materials

Perturbed-angular correlation, x-ray absorption, and small-angle x-ray scattering spectroscopies were suitably combined to elucidate the local structure of highly diluted and dispersed InOₓ species confined in the porousof the ZSM5 zeolite. This novel approach allow us to determined the structure of extremely nanosized In-O species exchanged inside the 10-atom-ring channel of the zeolite, and to quantify the amount of In₂O₃ crystallites deposited onto the external zeolite surface.Facultad de Ciencias Exacta

Cationic exchange in nanosized ZnFe₂O₄ spinel revealed by experimental and simulated near-edge absorption structure

The nonequilibrium cation site occupancy in nanosized zinc ferrites ( ∼ 6 – 13 nm ) with different degree of inversion ( ∼ 0.2 to 0.4) was investigated using Fe and Zn K -edge x-ray absorption near edge spectroscopy (XANES) and extended x-ray absorption fine structure, and magnetic measurements. The very good agreement between experimental and ab initio calculations on the Zn K -edge XANES region clearly shows the large Zn²⁺ ( A ) → Zn²⁺ [ B ] transference that takes place in addition to the well-identified Fe³⁺ [ B ] → Fe³⁺ ( A ) one, without altering the long-range structural order. XANES spectra features as a function of the spinel inversion were shown to depend on the configuration of the ligand shells surrounding the absorbing atom. This XANES approach provides a direct way to sense cationic inversion in these Zn-containing spinel ferrites. We also demonstrated that a mechanical crystallization takes place on nanocrystalline spinel that causes an increase of both grain and magnetic sizes and, simultaneously, generates a significant augment of the inversion.Instituto de Física La Plat

Structure of extremely nanosized and confined In-O species in ordered porous materials

Perturbed-angular correlation, x-ray absorption, and small-angle x-ray scattering spectroscopies were suitably combined to elucidate the local structure of highly diluted and dispersed InOₓ species confined in the porousof the ZSM5 zeolite. This novel approach allow us to determined the structure of extremely nanosized In-O species exchanged inside the 10-atom-ring channel of the zeolite, and to quantify the amount of In₂O₃ crystallites deposited onto the external zeolite surface.Facultad de Ciencias Exacta

Liquid-phase furfural hydrogenation employing silica-supported PtSn and PtGe catalysts prepared using surface organometallic chemistry on metals techniques

Platinum–germanium and platinum–tin catalysts supported on silica, containing different amounts of Sn and Ge, were synthesized using the surface organometallic chemistry on metals technique. The catalysts were characterized using transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectra and X-ray absorption near edge structure and extended X-ray absorption fine structure; and were tested in the liquid-phase selective hydrogenation of furfural. The atomic ratio between the two metals resulted the key factor towards the optimization of the activity and selectivity of the bimetallic catalysts. The bimetallic catalysts were more active than the parent Pt/SiO₂ catalyst in the hydrogenation of furfural. These results can be accounted for by considering a new type of active site having an architecture which would favor the hydrogenation of the C=O group is created, allowing an increased activity towards obtaining furfuryl alcohol. All the studied systems allowed to obtain furfuryl alcohol with high selectivity.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias AplicadasInstituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada