| Revista: | Superficies y vacío |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000378443 |
| ISSN: | 1665-3521 |
| Autores: | García Bórquez, A1 Guzmán Castañeda, J. I2 Angeles, C3 Tánori Córdova, J4 |
| Instituciones: | 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Física y Matemáticas, México, Distrito Federal. México 2Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, México, Distrito Federal. México 3Instituto Mexicano del Petróleo, México, Distrito Federal. México 4Universidad de Sonora, Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Hermosillo, Sonora. México |
| Año: | 2014 |
| Periodo: | Jun |
| Volumen: | 27 |
| Número: | 2 |
| Paginación: | 39-42 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | 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 °C, la dimensión fractal fue de 2.59. Difracción de rayos X en haz rasante revela la presencia de las fases θ y α en la capa de óxido crecida, la cual tiene un espesor de 4-5 µm 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 apl |
| Resumen en inglés | Conventionally catalytic converters are made of ceramic monoliths as active phase support, because they have high surface area, however on the other side, they are very brittle. Thinking about this problem, one task of this work consists in obtaining a metallic monolith, with suitable roughness for catalytic applications; as well as to deposit on it, Au-nanoparticles by plasma discharge, a nonconventional method. In this way, alumina whiskers were grown on FeCrAl alloy by thermomechanical processes, and its surface roughness was quantified by fractal dimension, namely 2.59, for 24 h growth at 900 °C. Grazing X-Ray Diffraction reveals the presence of θ and α alumina phases making up the 4-5 µm thickness layer measured in cross-section by SEM, moreover, the X-Ray elements mapping highlights only Al and O on the layer. The Au-nanoparticles deposition on the rough alumina layer was controlled by EBSD-EDXS and for statistical size distribution it was employed an STEM. The average nanoparticle size was of 3.2 nm with a spread of +/- 1 nm and a near 50 % occupancy, this without significant coalescence. As conclusion, peculiar characteristics of a catalytic support were achieved on a metallic substrate and by first time, fractal dimension, as a rigorous mathematical method, was introduced to quantify the substrate surface roughness. The small size and the narrow size distribution of the Au-nanoparticles deposited by plasma, as well as their high dispersion on the alumina grown, overcome the results obtained by conventional methods and promise good catalytic applications |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería de materiales, Convertidor catalítico, Nanopartículas, Depositación, Oro, Oxido de aluminio, Rugosidad, Caracterización superficial |
| Keyword: | Engineering, Materials engineering, Catalytic converter, Nanoparticles, Deposition, Gold, Aluminum oxide, Rugosity, Surface characterization |
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