Tuesday, April 30, 2013

Cómo partículas de oro ayudan en la producción de componentes plásticos.

A partir de metanol a formaldehído, esta reacción es el punto de partida para la síntesis de muchos plásticos cotidianos. Utilizando catalizadores hechos de partículas de oro, el formaldehído se hubiera producido sin los residuos peligrosos para el ambiente generado en los métodos convencionales. Apenas cómo las misteriosas obras de catalizador de oro se han descubierto por los investigadores teóricos y experimentales en la Ruhr-Universität Bochum en un proyecto de cooperación. En la edición internacional de la revista Angewandte Chemie según informan en detalle sobre lo que ocurre en la superficie de oro durante la reacción química.

Catalizador de oro/dióxido de titanio en acción.


Los químicos identificaron el sitio activo del catalizador, en el ejemplo el punto en el que el oxígeno y el metanol se unen y se convierten en agua y formaldehído. Cálculos elaborados por el Dr. Matteo Farnesi Camellone mostraron que el oxígeno se une en la interfaz entre el dióxido de titanio y partículas de oro. Puesto que el dióxido de titanio es un semiconductor, y por lo tanto eléctricamente conductor, es posible aquí un intercambio de carga entre el oxígeno, partículas de oro y dióxido de titanio. Las vacantes de oxígeno en el dióxido de titanio favorecen aún más esta transferencia de carga. Los electrones se transfieren de manera transitoria por el catalizador a la molécula de oxígeno. Esto permite que el metanol se una a las partículas de oro. En varias etapas de reacción adicionales, formaldehído y forma agua. El sólido, que consiste en oro y dióxido de titanio, está en el mismo estado al final del ciclo de reacción como en el comienzo, y por lo tanto no se consume.

El equipo RUB aclaró las etapas de reacción individuales en detalle. Los investigadores utilizaron simulaciones por ordenador, los llamados cálculos funcional de la densidad, y varias técnicas espectroscópicas, a saber, espectroscopia vibracional (método HREELS) y espectroscopia de desorción térmica. En sus cálculos del modelo, Dr. Farnesi cuantificó el intercambio de carga que tiene lugar durante la catálisis. Mediciones espectroscópicas de vibración extremadamente sensibles por el grupo del Dr. Wang confirmó las consecuencias de la transferencia de carga en el sistema real. "A través de una intensa cooperación entre la teoría y la experimentación, hemos sido capaces de explorar cualitativamente y cuantitativamente el sitio activo y todo el mecanismo de reacción de este catalizador de complejo", subraya el Prof. Marx.

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Este video es obra creativa de Armando Isaac, para el curso de Química Inorgánica I.