Síntesis verde de nanopartículas monometálicas (Au, Ag); bimetálicas (Au-Pt, Au-Pd, Ag-Pt, Ag-Pd) y su decoración en NTC para evaluación de su actividad catalítica

Abstract

Recent advances in the synthesis of transition metal nanoparticles have generated a growing interest due to their unusual properties and possible applications in different fields. However, their chemical preparation by conventional methods involves the use of toxic substances and byproducts harmful to the environment, limiting their applications. On the other hand, synthesis methods free of toxic, ecological, and low-cost agents lead to the use of living organisms such as medicinal plants. The current research project focuses on the study of the synthesis, characterization, and evaluation of the catalytic properties of bimetallic transition metal nanoparticles (Ag, Au, Pt, and Pd), through an ecological approach. For the preparation of bimetallic nanoparticles, a two-step strategy was followed. The first step consisted of the synthesis of Ag and Au nanoparticles, which was done by mixing the aqueous leaf extract of Schinus molle L. with the precursor salts of AgNO3 and HAuCl4. Moreover, different molar concentrations were tested varying the rate EP/SP (extract of plant/salt precursor). The products derived from the synthesis were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy (UVVis), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The UV-Vis spectra showed absorption bands typical of AgNPs and AuNPs with different intensities depending on the EP/SP ratio indicating changes in their size and shape. XRD patterns proved that the nuclei of Ag0 and Au0 have a cubic structure centered on the faces fcc. The SEM and TEM analyzes showed the morphological nature of the nanoparticles. AgNPs showed a quasispheric morphology with a size range from 5 to 40 nm.

Los avances recientes en la síntesis de nanopartículas de metales de transición han generado un interés creciente debido a sus propiedades inusuales y posibles aplicaciones en diferentes campos. Sin embargo, su preparación química por métodos convencionales implica el uso de sustancias tóxicas y subproductos perjudiciales para el medio ambiente, lo que limita sus aplicaciones. Por otro lado, los métodos de síntesis libres de agentes tóxicos, ecológicos y de bajo costo conducen al uso de organismos vivos como las plantas medicinales. El proyecto de investigación actual se centra en el estudio de la síntesis, caracterización y evaluación de las propiedades catalíticas de las nanopartículas bimetálicas de metales de transición (Ag, Au, Pt y Pd), a través de un enfoque ecológico. Para la preparación de las nanopartículas bimetálicas se siguió una estrategia de dos pasos. El primer paso consistió en la síntesis de NPs monometálicas de Ag y Au, que se realizó mezclando el extracto acuoso de hojas de Schinus molle L. con las sales precursoras de AgNO3 y HAuCl4. Además, se variaron las diferentes concentraciones molares según la proporción de extracto de planta/sal precursora (EP/SP). Los productos derivados de la síntesis fueron caracterizados por espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión (MET). Los espectros UV-Vis mostraron bandas de absorción típicas de AgNPs y AuNPs con diferentes intensidades dependiendo de la relación EP/SP que indica cambios en su tamaño y forma. Los patrones DRX demostraron que los núcleos de Ag0 y Au0 tienen una estructura cúbica centrada en las caras fcc. Los análisis MEB y MET mostraron la naturaleza morfológica de las nanopartículas. Se descubrió que los AgNPs tenían una morfología quasisférica con un rango de tamaño de 5 a 40 nm.