COLOIDES /NORGANICOS EN CATÁLISISFOTOCÁTALISIS

Esta asignatura considera clases teóricas y una serie de experimentos encaminados a realizar investigación sobre la preparación y caracterización de propiedades de nanoestructuras de materiales semiconductores así como su aplicación en el tratamiento de aguas de desecho industrial. 

EI material propuesto en este programa se impartirá en cuarenta y ocho horas. 

Los primeros dos temas de este curso son un repaso sobre los conceptos y términos relacionados con equilibrios químicos y condiciones de los procesos de equilibrio químico en mezclas a partir de las cuales se inicia la formación de precipitados que se presentan en la preparación de mezclas coloidales y películas de materiales semiconductores (6 h). 

EI capitulo tres contempla conceptos fundamentales para comprender el proceso de preparación de nanoestructuras de materiales semiconductores en mezclas coloidales y películas compuestas de óxidos y sulfuros 0 selenuros de metal. Este capitulo considera también aspectos relacionados can el tratamiento pospreparación de los materiales semiconductores para disminuir algunos riesgos de contaminación de 10s mismos (27 h). 

En el capitulo cuatro se estudian los fundamentos de catálisis, una aplicación importante que presentan los materiales semiconductores (15 h). 

Los recursos para desarrollar las investigaciones propuestas, son proporcionados par 10s proyectos de DGAPA IN] 10598 y CONACYT. 

OBJETIVO 

I.	- Proporcionar a los estudiantes los fundamentos de química coloidal necesarios para preparar nanopartículas de materiales semiconductores binarios y su aplicación en catálisis. 

I. 	SISTEMAS EN EQUILIBRIO IONICO.
1.1. 	Conceptos básicos. 
             1.1.1 - Disolventes. 
            1.1.2 - Ácidos fuertes y débiles. 
            1.1.3 - Bases Fuertes y débiles. 
             1.1.4 - Solvatación (hidratación) de iones. 

1.2 -pH

2. 	SOLUBILIDAD Y PRODUCTO DE SOLUBILID,

2.1 	Solubilidad. 
             2.1.1 - Producto de solubilidad. 
             2.1.2 - Relación entre la solubilidad (L) y el producto de so 
             2.1.3 - Ejemplo de cálculos del P con datos de L. 
             2.1.4 - Ejemplo de cálculos de L con tablas de datos de P. 
            2.1.5 - Calculo de condiciones óptimas de precipitación. 
            2.1.6 - Sobresaturación relativa. 
             2.1.7 - Separación de la fase sólida de una mezcla sobresatt 

3. 	SISTEMAS DISPERSOS

3.1 	Principios de clasificación de los sistemas dispersos. 
            3.1.1 Clasificación por el grado de dispersión.
            3.1.2 - Clasificación por su estado físico.
            3.1.3 - Clasificación por su estructura. 
            3.1.4 - Clasificación por interacciones interfase.
            3.1.5 - Suspensiones y Coloides moleculares. 

3.2 	Propiedades ópticas de 10s medios dispersos. 
             3.2.1 - Dispersión de luz. 
             3.2.2 - Absorción de luz y color de coloides. 
             3.2.3 - Análisis de nanopartículas por MTE.

3.3 	- Estabilidad de los medios dispersos. 
              3.3.1 - Fundamentos básicos 
              3.3.2 - Coagulación de coloides  hidrófobos. 
              3.3.3 - Cinética de la coagulación rápida. 
              3.3.4 - Cinética de la coagulación lenta.
              3.3.5 - Barrera Adsorción-So1vatación 
              3.3.6 - Coagulación reversible. Peptización. 
              3.3.7 - Estabi1idad de los sistemas dispersos en condicione 

   3.4 	 Emulsiones, Espumas y Aerosoles. 
              3.4.1 - Emulsiones concentradas y diluidas. 
              3.4.2 - Espumas. 
              3.4.3 - Aeroso1es. 

   3.5 	 Micelas. 
              3.5.1 - Formación de micelas.                  
              3.5.2 - Estructura de las micelas. 
              3.5.3 - Micelas de sustancias tensoactivas en mezclas acuosas. 

4. 	CATALISIS (INTRODUCCION)

4.1 	- Actividad catalítica en reacciones redox. 
	4.2 	- Actividad catalítica en reacciones ácido-base. 
	4.3 	- fotocatálisis. 

            ARTE EXPERIMENTAL 

Degradación de compuestos aromáticos, colorantes, detergentes, etc. Con mezclas coloidales de óxidos, sulfuros y/o selenuros de meta] y películas compuestas de nanoestructuras de materiales semiconductores. 

BIBLIOGRAFIA 

1. - Clair N. Sawyer, Perry L McCarty, Gene F. Parkin, Chemistry for environmental 
engineering, 4th ed., Mc Graw-Hills Inc., New York, 1994. 

2. - Cecil L. Wilson, David W. Wilson, Comprehensive analytical chemistry, Classical 
analysis 1b,   Vol. I, Elsevier Publishing, Amsterdam, 1960. 
3.	- Carl H. Hamann, Andrew Hamnett, Wolf Vielstich, Electrochemistry, 2th ed., Wiley-VCH, Weinheim, 1998. 

4.	- F. Lapicque, A. Storck, A. A. Wragg, Electrochemical engineering and energy, Plenum press, New York, 1994. 

5.	- Donald T. Sawyer, Andrzej Sobkowiak, Julian L. Roberts, Jr., Electrochemistry for chemists, 2lh ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1995. 

6.   - Stanley E. Manahan, Enviromental chemistry, 6th ed., Lewis Publishers, Boca Raton 

Florida, 1994. 

7. Chopra K. L. and Das S. R. Thin films solar cells (Plenum press: New York, 1983). 
8.	M. T. S. Nair and P. K. Nair, Semicond. Sci. Technol.  4, (1989), 807; M. T. S. Nair and P. K. Nair, Semicond. Sci. Technol. 4 (1989), 599; M. T. S. Nair and P. K. Nair, Semicond. Sci. Technol., 4 (1989), 807; M. T. S. Nair and P. K. Nair, Proc. 3rd International Conference on Surfaces Modification Technologies (Neuchatel), (Warrendale: Minerals. Metals and Material Society) 1989, p. 131. 

9. P. K. Nair, M. T. S. Nair, 1. Phys. D: Appl. Phys., 23, (1990), 150-155. 
10. P. K. Nair and M. T. S Nair, Solar-assisted chemical deposition of highly 

photosensitive CdS thin films, 1. Solar Energy Materials, 15, (1987), 43-440. 
11.	R. Suarez and P. K. Nair: Co-deposition of PbS-CuS thin films by chemical bath 
technique. Journal of Solid State Chemistry 123 296-300 (1996). 

12. A. Jimenez-Gonzalez, R. Suarez Parra: Effect of heat treatment on the properties of 

ZnO thin films prepared by SILAR, Journal of Crystal Growth 167, 649-655 (1996). 

13. Marina E. Rincon, Raul Suarez and P. K. Nair: Kinetics of electrical conductivity 

enhancement in Bismuth Sulphide Thin Films. Part II: Optoelectronic properties

(film) and phase transformation (powder) under Oxygen annealing, J .Phys. Chem. 

Solids, 57, No 12, 1947-1955, (1996). 

14. Ayala, O. GomezDaza, A. Sanchez, J. Campos, H. Hu, R. Suarez and M. Rincon, Semiconductor thin films by chemical bath deposition for solar energy related applications. J. Solar Energy Materials & Solar Cells, 52 (3/4), 313-344, 1998. 
15.	Raul Suarez, P. K. Nair and Prashant V. Kamat, Photoelectrochemical behavior of BizS) nanoclusters and nanostructured thin films. 1. Langmuir, 14, No. 12, 3236- 

	

3241,1998. 
16.	R. Suarez Parra, P. 1. George, A. E. Jimenez-Gonzalez, L. Banos and P. K. Nair, Structural and electrical properties of annealed In-Bi2S3 thin films. J. of Solid State Chemistry, 138, No.2, 290-296, 1998. 
17.	A. E. Jiménez-González, 1. Cambray and R. Suárez Parra: Optical and electrical 

study on Aluminum doped ZnO thin films prepared by the Sol-Gel Technique" 

(Aceptado en el J. of Crystal Growth, 26.05.98). 

18.	M. E. Rincon, 1. Campos and R. Suarez: A comparison of the various thermal treatments of chemically deposited bismuth sulfide thin films and the effects on the structural and electrical properties, (aceptado en el J. Of  Physics and Chemistry of Solids, 28.07.98). 

19.	R. A. Zingaro and D. O. Skovlin, 1. Electrochem. Soc. 111 (1964) 42. 
20.	V. M. Garcia, P. J. George, M. T. S. Nair and P. K. Nair, J. Electrochem. Soc. 143, No.9 (1996), 2892-2895.