RESUMEN Algunos nanomateriales tipo Au-ZnO fueron evaluados en reacciones de fotodegradación bajo luz UV-Visible; Fenol, Catecol e hidroquinona fueron las moléculas modelo, en general se encontró que la Hidroquinona es la molécula más sensible a la degradación bajo iluminación. La adición de Au incrementa significativamente la actividad fotocatalítica del ZnO en la degradación de los compuestos fenólicos y el contenido de Au es un factor con una influencia muy importante sobre las propiedades físicoquímicas de los nanomateriales sintetizados y sobre la efectividad del tratamiento fotocatalítico. La efectividad más alta en la eliminación de los compuestos fenólicos se logró usando ZnO modificado por adición de 2% en peso de oro, esto se debe a la mayor absorción que presenta este material en la región visible del espectro electromagético. Por HPLC, se encontró que la ruta de degradación de los compuestos fenólicos depende del fotocatalizador empleado en la reacción y del sustrato a degradar, así, la degradación del Fenol se lleva a cabo a través de la formación de un mayor número de compuestos intermediarios que lo observado en la degradación de Catecol e Hidroquinona.

ABSTRACT Au-ZnO nanomaterials were tested in photodegradation reactions performed under UV-Visible light; Phenol, Catechol and Hydroquinone were selected as target molecules, and it was found that Hydroquinone is the most sensitive molecule to be degraded under illumination. The Au addition significantly increases the photocatalytic activity of ZnO in the degradation of the phenolic compounds and the Au content is an important factor influencing the physicochemical properties of the nanomaterials synthesized and therefore the effectiveness of the photocatalytic treatment. The highest effectiveness in the phenolic compounds elimination was achieved by using ZnO modified by the addition of 2 wt.% of gold, this is due to the highest absorption of this material in the visible region of the electromagnetic spectrum. By HPLC analyzes, it was determined that the degradation route of the phenolic compounds depends on the photocatalyst employed in the catalytic reaction and on the substrate to be degraded, thus, Phenol degradation takes place by formation of more intermediate compounds than the observed in Catechol or Hydroquinone photodegradation.

Resumen En este estudio se evaluó la degradación de azul de metileno sobre TiO2 modificado por sulfatación y adición de Au o Pt. Estos materiales fueron sintetizados a través del método de fotodeposición y caracterizados usando diferentes técnicas. En general, se encontró que la distribución de tamaño de partícula de Au o Pt se puede controlar efectivamente modificando el tiempo de fotodeposición. Se encontró también que factores como el tamaño de partícula metálica y la adsorción del colorante sobre la superficie del TiO2 influencian de manera importante la velocidad de degradación del azul de metileno. La mayor degradación del colorante se obtuvo usando el fotocatalizador Au-S-TiO2 preparado con un tiempo de deposición de 120 min; la alta efectividad de este material en la degradación del azul de metileno se debe principalmente a un efecto combinado entre la presencia de partículas de oro que actúan como colectores de los electrones fotogenerados durante la reacción catalítica y a la mejor adsorción del colorante sobre la superficie del S-TiO2 cubierta parcialmente por partículas de oro con el mayor tamaño.

Abstract In this study it was evaluated the methylene blue degradation over TiO2 modified by sulfation and Au or Pt addition. These materials were synthesized by photodeposition method and then were widely characterized by different techniques. In general, it was found that Au or Pt particles size distribution can be effectively controlled modifying the deposition time. It was also found that metal particle size and dye adsorption on TiO2 surface, are important factors influencing the methylene blue degradation rate. The highest dye degradation was obtained on Au-S-TiO2 photocatalyst prepared by using 120 min of deposition time; the highest effectiveness of this material in the methylene blue degradation can be mainly due to a combined effect between the presence of gold nanoparticles acting as a sink for the electrons photogenerated during the catalytic reaction and the better adsorption of the dye over the S-TiO2 surface partially covered by gold particles with the largest sizes.

RESUMEN Los fotocatalizadores Pt-TiO2 y Au-TiO2 se prepararon por fotodeposición del metal noble sobre el TiO2 sulfatado. Se encontró que las propiedades ópticas, el estado de oxidación y el tamaño de partícula de las especies metálicas (Pt o Au) juegan un papel fundamental en la actividad fotocatalítica del TiO2 bajo luz visible. La actividad fotocatalítica del TiO2 en la degradación de fenol y naranja de metilo aumentó significativamente a través de los tratamientos de sulfatación y metalización de este óxido. La más alta velocidad de degradación bajo luz UV-Visible y visible, se alcanzó usando el fotocatalizador Pt-S-TiO2; esto se debe principalmente a la modificación de las propiedades ópticas del TiO2 inducidas por la platinización, también a la buena distribución y al pequeño tamaño de las partículas de Pt. Se encontró, además, que este catalizador presenta una buena estabilidad después de dos ciclos de reacción en la degradación de fenol bajo luz UV-Visible. El fotocatalizador Pt-S-TiO2 fue activo también bajo luz solar directa y bajo las condiciones medioambientales de la ciudad de Tunja (Boyacá), Colombia.

ABSTRACT Pt-TiO2 and Au-TiO2 photocatalysts were prepared by noble metal photodeposition on sulfated TiO2. It was observed that optical absorption, oxidation state and particle size of the metallic species (Pt or Au) play an important role in the TiO2 photocatalytic activity under visible-light irradiation. Photocatalytic activity of the bare TiO2 powder in the phenol and methyl orange degradation increased with the sulfation and metal addition. The highest degradation rate under UV-Visible and visible light irradiation was obtained on Pt-S-TiO2 photocatalyst; this is mainly due to the optical properties of TiO2 induced by platinization and also to the good distribution and low Pt particles size. It was also found that this catalyst has a good stability after two cycles of reaction in the phenol photodegradation under UV-Visible light irradiation. The Pt-S-TiO2 photocatalyst was also active under solar light and under the environmental conditions of the city of Tunja (Boyacá), Colombia.

Titania-supported Ir catalysts were used in the hydrogenation of furfural. Reactions were carried out in a stirred batch type reactor at 0.62MPa and 363K using a 0.10M solution of furfural in a 1:1 mixture n-heptane -ethanol as solvent. Catalysts containing 2 wt% of Ir were reduced in H2 flow at different temperatures in the range 473-773K. The catalysts were characterized by H2 chemisorption, TEM, TPR, TPD of NH3 and XPS. Conversion of furfural is higher at lower reduction temperatures, but leads to byproducts whereas reduction at higher temperatures shows selectivity to furfuryl alcohol close to 100%.

Se evaluó el comportamiento de diferentes catalizadores de Ir, en la hidrogenación de aldehídos a,b-insaturados, acroleína y crotonaldehído, para la obtención de sus alcoholes insaturados alcohol alílico y crotílico respectivamente, cuya utilidad en la industria de la química fina es de amplio reconocimiento. Los aldehídos objeto de esta investigación representan un alto riesgo ambiental, por lo que la investigación presentada en este trabajo resulta de gran importancia en ese campo. En general los resultados obtenidos muestran que factores como temperatura de reducción y contenido de TiO2 en los catalizadores son determinantes en el comportamiento catalítico; análisis de caracterización permitieron establecer que en los catalizadores reducidos a alta temperatura se presenta el efecto de interacción fuerte metal soporte, conocido por su símbolo SMSI, lo que favorece la conversión, actividad inicial y TOF. De igual manera los catalizadores evaluados son altamente selectivos hacia los alcoholes insaturados que representan los productos de interés en este estudio.

The behavior of different Ir catalysts in the hydrogenation of a,b-unsaturated acrolein and crotonaldehyde aldehydes has been evaluated to obtain their allyl and crotyl unsaturated alcohols respectively; their products are used in fine chemicals industry. The present work is of great importance in this field because of the unsaturated aldehydes studied having high environmental risk besides the great academic contribution. The results show that factors such as reduction temperature and TiO2 content are critical in the catalytic behavior, through the analysis of characterization was established that the catalysts reduced at high temperature shows the Strong Metal Support Interaction effect (SMSI), which favors conversion percentage, initial activity and TOF. The analyzed catalysts were highly selective towards the unsaturated alcohols.

Se estudió la hidrogenación de crotonaldehído en fase líquida, sobre catalizadores Ir/TiO2-SiO2; este aldehído es altamente contaminante y proviene de fuentes tan diversas como humo de tabaco, gases de escape de motores de gasolina o diesel y humo de combustión de madera [1]. El objetivo principal de esta investigación fue la obtención del alcohol insaturado (crotil alcohol). A partir de los estudios realizados logró demostrarse que un aumento en el contenido de TiO2, lo mismo que la reducción de los catalizadores a altas temperaturas favorece parámetros como selectividad hacia el producto de interés, actividad catalítica y en general se logró mejorar de manera notable los niveles de conversión. El comportamiento observado se atribuyó principalmente a la fuerte influencia del efecto SMSI (Strong Metal Support Interaction), presente a altas temperaturas en óxidos parcialmente reducibles.

Liquid phase crotonaldehyde hydrogenation over Ir/TiO2-SiO2 catalysts was studied; this aldehyde is highly pollutant comes from cigarette smoke, exhaust from gasoline and diesel engines and the burning of wood [1]. The main objective of this research was unsaturated alcohol (crotyl alcohol) obtention. This study showed that an increase in TiO2 content and high temperature reduction in catalysts produce high selectivity to crotyl alcohol, high activity, and an increase in conversion levels. This behavior is due to SMSI (Strong Metal Support Interaction) effect, at high temperatures in partially reducible oxides.