Descripción

El Grupo de Catálisis Heterogénea y Técnicas Avanzadas de Caracterización se creó en 2016 con el objetivo principal de realizar investigaciones de alta calidad de catalizadores heterogéneos en condiciones realistas, principalmente en condiciones operando pero también in situ, combinando diversas técnicas espectroscópicas, con especial énfasis en las asociadas a la radiación de sincrotrón. La Dra. Ana Iglesias-Juez, fundadora del grupo, es experta en el campo de la caracterización de catalizadores mediante técnicas de sincrotrón y también ha desarrollado estudios cinéticos mediante el uso combinado de diversas técnicas: EXAFS-XRD-DRIFTS y la espectrometría de masas con resolución temporal (milisegundos), obteniendo información detallada sobre el mecanismo de funcionamiento de los sistemas. Además, también tiene experiencia en la síntesis y el diseño de materiales inorgánicos nanoestructurados con métodos avanzados de preparación, junto con estudios de la actividad catalítica. En los últimos años sus investigaciones se han centrado en sistemas con aplicación en la fotocatálisis para llevar a cabo diversos procesos. En 2018, el Dr. Juan M. Coronado se unió al grupo, reforzando con su experiencia la conexión de los procesos catalíticos con el uso de la energía solar y la valorización de la biomasa residual, buscando una mayor sostenibilidad de los procesos químicos. En este contexto, cabe destacar sus aportaciones en el campo de la fotocatálisis, desde aplicaciones que utilizan la radiación solar real hasta la investigación a nivel más fundamental mediante el estudio del mecanismo de reacción por técnicas espectroscópicas in situ (principalmente FTIR y EPR). Además, recientemente Emanuela Mastronardo se ha incorporado al grupo como becaria postoctoral Marie Sklowska Curie, lo que refuerza la dimensión internacional del equipo. A pesar de su todavía corta trayectoria, el grupo ha alcanzado ya importantes logros científicos y ha sido premiado con varios proyectos, entre ellos la participación en las actividades de dos nuevas redes científicas regionales (Programa de I+D de la Comunidad de Madrid). Esto ha sido posible gracias a la complementariedad de las experiencias que ha permitido abordar el estudio de sistemas catalíticos con aplicaciones en el campo de la energía y la protección del medio ambiente tan diversas como: novedosos recubrimientos biofotoelectrónicos para la producción de hidrógeno, catalizadores para la reducción de N2O, recubrimientos fotocatalíticos con acción biocida, reformado químico del metano acoplado a la valorización del CO2 y ciclos termoquímicos para el almacenamiento de energía, entre otros. En todos estos procesos catalíticos hay un tema común: el uso de fases activas alternativas a los metales nobles y el control fino de los procedimientos de síntesis para promover las interacciones cooperativas en los catalizadores nanoestructurados multifuncionales. Por otra parte, el uso de un enfoque multitécnico que proporciona información pertinente para explicar el funcionamiento de los catalizadores motiva y estimula su colaboración con diversos grupos de investigación para estudios in situ y operando de sistemas catalíticos. Además, el grupo ha colaborado con numerosas empresas privadas en el desarrollo de proyectos de investigación, con la consiguiente transferencia de conocimientos técnicos a la empresa. (Rhodia Chimie, BASF, TOYOTA, PACCAR, Haldor Topsøe, Fertiberia, Repsol…)

El grupo tiene actividad en las siguientes áreas de investigación:

  • Fotocatálisis solar para la producción de combustible y productos químicos.

  • Catálisis fototérmica.

  • Almacenamiento de energía termoquímica.

  • Valorización del CO2.

  • Sistemas fotoactivos avanzados con propiedades biocidas para el desarrollo de recubrimientos aplicables en la seguridad de alimentos y hospitales.

  • Nueva generación de materiales multifuncionales para la fotosíntesis artificial.

  • Nuevos sistemas catalíticos para la reducción integral de las emisiones de N2O de alto efecto invernadero.

Personal

Ana Iglesias Juez – Líder del grupo

Juan M. Coronado – Personal

Emanuela Mastronardo – Personal

Publicaciones

  • Antimicrobial surfaces with self-cleaning properties functionalized by photocatalytic ZnO electrosprayed coatings. Hazardous Materials, 2019, 665-673. L. Valenzuela, A. Iglesias-Juez, M. Faraldos, Bahamonde, Rosal, R.
  • Chemical insights on the activity of La1-xSrxFeO3 perovskites for chemical looping reforming of methane coupled with CO2-splitting, J. CO2 Utilization, 2019, 31, 16-26. Sastre, D. P. Serrano, P. Pizarro, Juan M. Coronado.
  • MnOx-support interactions in catalytic bodies for selective reduction of NO with NH3. Catal. B: Environmental, 2019, 256, 117821. A. Serrano-Lotina, M. Monte, A. Iglesias-Juez, (…), P. Ávila.
  • Solar Energy on Demand: A Review on High Temperature Thermochemical Heat Storage Systems and Materials. Rev.2019, 119(7), 4777-4816. A. J. Carrillo, J. González-Aguilar, M. Romero, J. M. Coronado.
  • Illuminating the nature and behavior of the active center: The key for photocatalytic H2 production in Co@NH2-MIL-125(Ti). Mat. Chemistry A, 2018, 3(36), 17318- 17322. A. Iglesias-Juez, S. Castellanos, M. Monte, G. Agostini, (…), J. Gascón.
  • Light and Heat Joining Forces: Methanol from Photothermal CO2 Hydrogenation, Chem, 2018, 4(7), 1490-1491. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.06.015. A. Iglesias-Juez, J. M. Coronado.
  • Synergy of Contact between ZnO Surface Planes and PdZn Nanostructures: Morphology and Chemical Property Effects in the Intermetallic Sites for Selective 1,3-Butadiene Hydrogenation. ACS Catalysis, 2017, 7, 796−811. E. Castillejos-López, G. Agostini, M. Di Michel, A. Iglesias-Juez, and B. Bachiller-Baeza.
  • Engineering the acidity and accessibility of the zeolite ZSM-5 for efficient bio-oil upgrading in catalytic pyrolysis of lignocellulose. Green Chemistry, 2018, 20, 3499-3511. DOI: 10.1039/C8GC01722K. H. Hernando, A. M. Hernández-Giménez, C. Ochoa-Hernández, P. CA Bruijnincx, K. Houben, M. Baldus, P. Pizarro, J. M. Coronado, J. Fermoso, J. Čejka, B. Weckhuysen, D. P Serrano.

Patentes

“Procedure for obtaining Pd sulfide nanoparticles supported on carbon materials with application in selective hydrogenation of polyolefins and acetylenic hydrocarbons” Application number: P201400992. 05-12-2014. A. Guerrero Ruiz, M. Fernandez Garcia, E. Castillejos Lopez, A. Iglesias Juez, M. B. Bachiller Baeza, I. Rodriguez Ramos