Nanopartículas de Au soportadas sobre Al2O3 sólido de alta rugosidad

Resumen

Convencionalmente los convertidores catalíticos utilizan monolitos cerámicos como soporte de la fase activa, dada su alta área superficial, sin embargo, son muy frágiles. Por ello, el objetivo de este trabajo es obtener sobre una superficie metálica, características de rugosidad apropiadas para aplicaciones catalíticas. Así mismo depositar sobre ella nanopartículas de Au por un método no convencional: descarga de plasma. Para lograr el primer objetivo, se creció por métodos mecano-térmicos una superficie de alúmina sobre un sustrato metálico de FeCrAl. La rugosidad superficial de la alúmina fue cuantificada determinando su dimensión fractal. Para un crecimiento durante 24h a 900 ºC, la dimensión fractal fue de 2.59. Difracción de rayos X en haz rasante revela la presencia de las fases ? y ? en la capa de óxido crecida, la cual tiene un espesor de 4-5 ?m según medidas en sección transversal realizadas por SEM. El mapeo de R-X en sección transversal revelan la presencia solo de Al y O en la capa. Finalmente, nanopartículas de Au fueron depositadas sobre la superficie rugosa de la alúmina y su presencia controlada por SEM-EDXS. Para el conteo de tamaño de partículas se empleo un STEM revelando una distribución de tamaño de nanopartículas estrecha, +/- 1 nm, alrededor de un valor medio de 3.2 nm, con una alta densidad de dispersión, alrededor del 50 % y sin coalescencia significativa. Como conclusión, las características peculiares de soportes catalíticos fueron reproducidas sobre un sustrato metálico. Adicionalmente, un método matemático riguroso se introdujo por primera vez, usando dimensión fractal para caracterizar la rugosidad superficial. El tamaño y la distribución de tamaños pequeños de las nanopartículas de Au depositadas por descarga de plasma, así como su alta dispersión sobre la alúmina crecida, superan las obtenidas por otros métodos y aseguran una buena aplicación catalítica.