Estudio de la capacidad catalítica de nanocatalizadores mesoporosos basados en Pd

Abstract

El progreso en el estudio de catalizadores sintéticos utilizados en catálisis intracelular es un ámbito que fusiona la bioquímica con catalizadores basados en metales de transición. Este tipo de catalizadores son capaces de realizar transformaciones químicas sin equivalente natural, lo cual los hace valiosos en el campo de la nanomedicina. La modificación y/o funcionalización de estos catalizadores, permite controlar las reacciones químicas que se producen en el interior de la célula. Por esta razón, en este trabajo de fin de grado se han sintetizado nanopartículas de sílice mesoporosa basadas en metales de transición soportados en nanopartículas esféricas de sílice mesoporosa, SiO₂@NH₂@Pd@mSiO₂, siendo el paladio el metal de transición elegido como catalizador. La caracterización de estos nanocatalizadores se ha llevado a cabo mediante diferentes técnicas. En primer lugar, se ha caracterizado morfológicamente mediante la técnica de microscopía electrónica de transmisión, permitiendo estudiar tanto la distribución como el tamaño de las nanopartículas sintetizadas. Asimismo, para el estudio de sus características texturales se ha utilizado el método de las isotermas de adsorción-desorción de N2, que ha permitido obtener su superficie específica a través de la utilización del método Brunaauer-Emmett-Teller (BET), y el volumen y distribución del tamaño de los poros mediante el modelo de Barrett-Joyner-Halenda (BJH). Finalmente, se ha comprobado su actividad catalítica de forma cualitativa mediante la utilización de la técnica de espectroscopía de fluorescencia, utilizando como colorante la rodamina.

The progress in the study of synthetic catalysts used in intracellular catalysis is an area that combines biochemistry with transition metal-based catalysts. These catalysts have the ability to perform chemical transformations that have no natural equivalent, making them valuable in the field of nanomedicine. The modification and/or functionalization of these catalysts allow for control over the chemical reactions that occur inside the cell. For this reason, in this thesis, mesoporous silica nanoparticles based on transition metals supported on spherical mesoporous silica nanoparticles, SiO₂@NH₂@Pd@mSiO₂, have been synthesized, with palladium chosen as the transition metal catalyst. The characterization of these nanocatalysts has been carried out using different techniques. Firstly, morphological characterization has been performed using transmission electron microscopy, allowing for the study of both the distribution and size of the synthesized nanoparticles. Additionally, for the study of their textural characteristics, the N2 adsorption-desorption isotherms method has been employed, which has enabled the determination of their specific surface area using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, as well as the volume and size distribution of the pores using the Barrett-Joyner-Halenda (BJH) model. Finally, the catalytic activity has been qualitatively verified using fluorescence spectroscopy, with rhodamine used as the dye.