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Preparación de catalizadores nanoestructurados de rutenio sobre fibras inorgánicas de óxido de titanio mediante la técnica de electrospinning.

En este Trabajo de Fin de Grado (TFG) se quiere explorar la preparación de catalizadores nanoestructurados mediante el empleo de la técnica de electrospinning. El objetivo es obtener materiales filamentosos y recubrimientos inorgánicos de óxido de titano con diferentes metales (ej. Ru, Ni, Co) soportados sobre esta base inorgánica. La hipótesis de partida es preparar una disolución polimérica precursora estable de PVP (polivinil pirrolidona) con un precursor específico de titanio (isopropóxido de titanio, IPPT) que va a estar mezclado con los precursores de los metales deseados. Para ello, una optimización de los parámetros de deposición (ej. caudal, potencial, concentración, distancia) permite la obtención de fibras ad-hoc gracias a la implementación de la técnica de electrospinning. A continuación, la malla fibrosa resultante se somete a un tratamiento térmico de calcinación (a temperaturas superiores de 500ºC), para una correcta eliminación de la parte orgánica y oxidación de los elementos métalicos base, dando lugar a materiales filamentosos con una dispersión metálica altamente homogénea. Durante el periodo de este TFG se han preparado diversas disoluciones base con diferentes concentraciones de precursores, y se estudiará cómo es su estabilidad y el desempeño de cada disolución en el proceso final de electrospinning, gracias a un control estricto de los parámetros operacionales. Se elegirán aquellas disoluciones estables con las que es posible llevar a cabo materiales mediante esta técnica de forma optimizada. Con las mallas fibrosas obtenidas, se ha realizado un estudio a diferentes temperaturas de calcinación, con el principal objetivo de obtener muestras altamente cristalinas de TiO2. Los materiales obtenidos se caracterizarán mediante diversas técnicas avanzadas tales como espectrofotometría UV-Vis, microscopía electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), difracción de rayos X, adsorción de N2, microscopía confocal, entre otras. Por último, los principales materiales optimizados están disponibles para su empleo como catalizadores de hidrogenación de CO2 en la reacción de Sabatier (obtención de CH4 a partir de CO2). Estos experimentos catalíticos los llevarán a cabo en un futuro el grupo de investigación de Reactores Químicos y Procesos de Valorización de INAMAT2.