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

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

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

New Insight on the Hydrogen Absorption Evolution of the Mg–Fe–H System under Equilibrium Conditions

Mg2FeH6 is regarded as potential hydrogen and thermochemical storage medium due to its high volumetric hydrogen (150 kg/m3) and energy (0.49 kWh/L) densities. In this work, the mechanism of formation of Mg2FeH6 under equilibrium conditions is thoroughly investigated applying volumetric measurements, X-ray diffraction (XRD), X-ray absorption near edge structure (XANES), and the combination of scanning transmission electron microscopy (STEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). Starting from a 2Mg:Fe stoichiometric powder ratio, thorough characterizations of samples taken at different states upon hydrogenation under equilibrium conditions confirm that the formation mechanism of Mg2FeH6 occurs from elemental Mg and Fe by columnar nucleation of the complex hydride at boundaries of the Fe seeds. The formation of MgH2 is enhanced by the presence of Fe. However, MgH2 does not take part as intermediate for the formation of Mg2FeH6 and acts as solid-solid diffusion barrier which hinders the complete formation of Mg2FeH6. This work provides novel insight about the formation mechanism of Mg2FeH6

Nanointegracion: obtención controlada de nanoestructuras de oxido de Grafeno reducido interconectadas en áreas macroscopicamente extendidas mediante la técnica de Langmuir Blodgett

El objetivo del presente trabajo es obtener películas delgadas de óxido de grafeno (GO) empleando la técnica de Langmuir-Blodgett (L-B) y posteriormente producir la reducción de la película, analizando distintos métodos, para obtener óxido de grafeno reducido (rGO). Con el objetivo de caracterizar als muestras de GO y rGO, las mismas fueron estudiadas por microscopía de fuerza atómica (AFM), micro-Raman y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) con resolución espacial nanométrica. Se realizaron además medidas de conductividad tanto a escala macro como nanométrica utilizando una estación de prueba y un nanomanipulador acoplado a un equipo de microscopía electrónica de barrido (SEM). Finalmente se correlacionaron el estado químico, la estructura y los defectos presentes en las películas delgadas de rGO con sus propiedades de transporte. El GO fue sintetizado mediante el método de Hummers [1], y se depositó sobre Si(100) empleando la técnica de L-B. El aspecto de los depósitos fue analizado mediante SEM. El espesor de las láminas de GO y rGO se estudió mediante AFM encontrándose para una lámina de rGO un espesor de 1,3±0,1nm, que corresponde al valor esperado para una única lámina de óxido de grafeno. Del análisis de los espectros Raman se puede apreciar una disminución de la banda D asociada a sitios defectuosos de la red [2] mientras que los resultados de XPS realizados in-situ durante un tratamiento térmico en ultra alto vacío permitieron cuantificar la reducción del material e identificar las especies químicas presentes en cada muestra. De acuerdo a las medidas de conductividad, las películas delgadas poseen un comportamiento semiconductor hasta que son reducidas a temperaturas en UHV, alcanzando entonces un carácter óhmico con una elevada conductividad del orden de 105 S/m, la mayor reportada hasta el momento en la literatura [3,4] para compuestos del tipo del rGO. El conjunto de datos experimentales demuestra por una parte la posibilidad de realizar depósitos controlados de GO por L-B y por otro lado, a partir de los resultados de caracterizaciones estructurales y espectroscópicas obtenidos, la eficiencia del proceso de reducción térmico para producir rGO conductor con baja densidad de defectos y una alta relación C/O. Este método de producción tiene gran potencial debido a que abre la posibilidad de sintetizar de forma controlada desde monocapas hasta multicapas de materiales del tipo de los grafenos con propiedades de transporte controladas tanto como aislante o como conductor

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