2026-04-17T18:52:46Zhttps://recercat.cat/oai/request

oai:recercat.cat:2117/3941102025-07-22T23:27:56Zcom_2072_1033col_2072_452951

Influence of halide ions in the synthesis of gold-platinum nanocatalysts for hydrogen evolution reaction (HER) Amorós Armenté, Josep Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria de Materials Institut de Ciència de Materials de Barcelona Universidad Politécnica de Madrid Guardia Girós, Pablo Zhang, Xuesong Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química Nanocrystals Hydrogen AuPt nanoparticles halide ions microwave-assisted synthesis polyol catalysis Nanocristalls Hidrogen Els catalitzadors basats en platí han estat analitzats profundament per a usos en vies catalítiques. Recentment, els aliatges or-platí (AuPt) han suscitat l’interès de molts investigadors pel seu possible ús en la catàlisi de la producció d’hidrogen (hydrogen evolution reaction, HER). L’activitat catalítica d’una nanopartícula depèn de molts factors, però principalment de paràmetres com la forma, la mida o la disponibilitat de zones actives. Aquests paràmetres es poden modular utilitzant compostos halogenats. Aquesta tesis aspira a sintetitzar i caracteritzar, mitjançant l’ús d’halògens, nanopartícules (NPs) d’AuPt a través de microones. La síntesi d’esmentades NPs es fonamenta en la reducció en polialcohol (etilenglicol) en presència d’un lligand (polivinilpirrolidona). Per a la síntesi de les nanopartícules, primer s’han fet servir diferents ràtios Au:Pt en àcid clorhídric, bromhídric i iodhídric (HCl, HBr i HI). Gràcies a les particularment favorables característiques de les NPs sintetitzades amb bromur, morfologia i mida petita, s’ha continuat estudiant. Per a aprofundir en el rol dels ions halur en la síntesi de les NPs d’AuPt, es van dur a terme més experiments fent servir LiBr, NaBr i KBr. Llavors, una selecció de mostres es va testar com a catalitzadors de la HER. Un rendiment significativament elevat es va obtenir també en presència d’HCl, mentre que l’addició de HBr (i dels seus derivats alcalins) va donar lloc a una disminució de l’activitat catalítica. Los catalizadores basados en platino han estado analizados profundamente para usos en vías catalíticas. Recientemente, las aleaciones oro-platino (AuPt) han suscitado el interés de muchos investigadores para su posible uso en la catálisis de la producción de hidrógeno (hydrogen evolution reaction, HER). La actividad catalítica de una nanopartícula (NP) depende de muchos factores, pero principalmente de parámetros como la forma, el tamaño o la disponibilidad de zonas activas. Estos parámetros se pueden modular usando compuestos halogenados. Esta tesis aspira a sintetizar i caracterizar, mediante el uso de halógenos, NPs de AuPt a través de microondas. La síntesis de dichas NPs se fundamenta en la reducción en polialcohol (etilenglicol) en presencia de un ligando (polivinilpirrolidona). Para la síntesis de las nanopartículas, primero se han usado diferentes ratios Au:Pt en ácido clorhídrico, bromhídrico i yodhídrico (HCl, HBr, y HI). Gracias a las particularmente favorables características de la NPs sintetizadas con bromuro, morfología y tamaño pequeño, éste se ha seguido estudiando. Para profundizar en el rol de los iones haluro en la síntesis de las NPs de AuPt, se realizaron más experimentos usando LiBr, NaBr y KBr. A continuación, una selección de muestras se testó como catalizadores de la HER. Un rendimiento significativamente elevado se obtuvo también en presencia de HCl, mientras que la adición de HBr (i de sus derivados alcalinos) dio lugar a una disminución de la actividad catalítica. Platinum based alloys have been researched extensively for their uses in different catalytic reactions. Recently, gold-platinum alloys (AuPt) have gathered special interest from the researcher community for their potential application as catalysts in the hydrogen evolution reaction (HER). Catalytic activity of a nanoparticle (NP) strongly depends on parameters like shape, size, and concentration of available active sites. These parameters can be tuned by playing with the experimental conditions of the synthetic process. In the last year, the presence of halide ions has been pointed out to be key for the modulation of the shape in metal NPs, for instance in the synthesis of gold NPs. This thesis aims to contribute to the current state-of-the art in this topic by studying the halide-mediated synthesis of AuPt NPs by a microwave-assisted method. The synthesis process relied on a polyol reduction of metal chloride salts in Ethylene Glycol (EG) in the presence of a surface ligand (polyvinylpyrrolidone). For the synthesis of the NPs, first different Au:Pt ratios and different halide acids (HCl, HBr and HI) were used. Special attention was paid to hydrogen bromide for the outstanding morphologies and small sizes of NPs produced when present in solution. To further understand the role of bromide in the synthesis of AuPt NPs, bromide alkali salts were examined (LiBr, NaBr and KBr). A selection of samples were then tested as electrocatalysts for the HER. Significantly good performance was also obtained in presence of HCl while the addition of HBr (and alkali derivatives) led to a decrease over the catalytic performance. 2023-07-03 Bachelor thesis https://hdl.handle.net/2117/394110 PRISMA-180316 eng Restricted access - confidentiality agreement application/pdf Universitat Politècnica de Catalunya