Search

The use of microplastics is a global issue that affects the environment, the economy and human health. Here we describe a superhydrophobic 304 stainless steel obtained by combining chemical etching and PDMS modification. Among other techniques, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy (HR-XPS) were used to identify the hierarchical structure as well as the chemical composition of the surface. The stainless-steel mesh was superhydrophobic (159°) and superoleophilic (0°). The coating presented high stability against abrasion of SiC abrasive paper as well as in the presence of different pH values in acidic or alkaline conditions. In addition, taking advantage of the coating's wetting properties, we show that the superhydrophobic surface can also be used to remove high-density polyethylene microplastics from water. A surface mechanism promoting the removal or microplastics is also proposed, considering the surface properties of the solid pollutants as well as the wetting properties of the superhydrophobic coating.

We report anomalies observed in photoelectron spectroscopy measurements performed on α-(BEDT-TTF)2I3 crystals. In particular, above its metal-insulator transition temperature (T = 135 K), we observe the lack of a sharp Fermi edge in contradiction with the metallic transport properties exhibited by this quasi-bidimensional organic material. We interpret these unusual results as a signature of a one-dimensional electronic behavior confirmed by DFT band structure calculations. Using photoelectron spectroscopy we probe a Luttinger liquid with a large correlation parameter (α > 1) that we interpret to be caused by the chain-like electronic structure of α-(BEDT-TTF)2I3 surface doped by iodine defects. These new surface effects are inaccessible by bulk sensitive measurements of electronic transport techniques., We acknowledge A. Santander-Syro, M. Gabay and P. Auban- Senzier for fruitful discussions. Work in Spain was supported by the Spanish Ministerio de Econom a y Competitividad (Grants FIS2015-64886-C5-4-P and CTQ2015-64579-C3-3-P) and Generalitat de Catalunya (2017SGR1506, 2017SGR1289 and XRQTC). E.C. acknowledges support of the Spanish MINECO through the Severo Ochoa Centers of Excellence Program under Grant SEV-2015-0496. P.A. acknowledges support from the Maria de Maeztu Units of Excellence Program under Grant MDM-2017-0767.

A configurational model for silicon oxide damaged after a high-dose ion implantation of a nonreactive species is presented. Based on statistics of silicon-centered tetrahedra, the model takes into account not only the closest environment of a given silicon atom, but also the second neighborhood, so it is specified whether the oxygen attached to one given silicon is bridging two tetrahedra or not. The frequencies and intensities of infrared vibrational bands have been calculated by averaging over the distributions and these results are in agreement with the ones obtained from infrared experimental spectra. Likewise, the chemical shifts obtained from x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis are similar to the reported values for the charge-transfer model of SiOx compounds.

El peròxid d'hidrogen és una substància amb una química molt variada, que pot actuar com a agent oxidant o reductor. Com a agent oxidant s'utilitza, entre d'altres aplicacions, en el tractament d'aigües residuals, en la manufactura de productes químics i en la indústria de la polpa i del paper. D'altra banda, és un agent ecològic, ja que en les seves reaccions només es produeix aigua i oxigen.En aquesta tesi es presenta un nou mètode d'electrogeneració de peròxid d'hidrogen fent ús d'una pila de combustible alcalina amb dos elèctrodes porosos de difusió de gas. El procés no requereix electricitat. La cel·la consta d'un únic compartiment i no utilitza cap membrana separadora, que introduiria una caiguda òhmica addicional. L'electròlit consisteix en una dissolució aquosa de KOH. El sistema és molt versàtil: permet treballar a diferentes concentracions de l'electròlit, temperatures, pressions dels gasos de l'alimentació i també per càrregues i en continu, tot i que és amb aquesta darrera modalitat on el sistema assoleix les seves prestacions òptimes. Això permet adaptar les condicions experimentals a les aplicacions concretes.El sistema que s'ha ideat es basa en la utilització d'elèctrodes de difusió, manufacturats al nostre laboratori i comercials, tant per a l'hidrogen com per a l'oxigen. Aquests elèctrodes permeten l'electrosíntesi del peròxid d'hidrogen alcalí a densitats de corrent interessants des d'un punt de vista industrial (> 100 mA cm-2) i s'ha demostrat que l'eficiència de corrent del procés es troba entre el 90 i el 100 %. A més, h'ha desenvolupat un fonament teòric del funcionament de l'AFC per tal de justificar el voltatge trobat experimentalment.S'han considerat aspectes bàsics com ara la cinètica de les reaccions electròdiques, mitjançant diferents tècniques electroquímiques, per comprendre el funcionament i el comportament dels elèctrodes a la pila. També s'ha fet ús de les tècniques de microscòpia electrònica d'escombratge (SEM), d'espectroscòpia fotoelectrònica de raigs X (XPS) i d'infraroig per transformada de Fourier (FTIR) per monitoritzar certs fenòmens associats al funcionament dels elèctrodes. Així mateix, s'ha emprat la tècnica de la porosimetria (BET) per tal de determinar l'àrea específica d'alguns elèctrodes.Per a deteminar la idoneïtat del sistema i la seva capacitat de producció de H2O2, es va mesurar el peròxid d'hidrogen produït mitjançant l'anàlisi permanganomètrica estàndard. A més, es van enregistrar corbes voltatge-densitat de corrent sota diferentes condicions experimentals per a caracteritzar el comportament de la pila de combustible com a tal i els fenòmens que controlen el seu funcionament. L'eficiència de corrent del procés es va determinar en funció de la resistència externa entre ambdós elèctrodes. Es va constatar que tant la cel·la de combustible com ambdós elèctrodes es comportaven de manera reversible sota certes condicions experimentals.El procés de reducció catòdic de l'oxigen a ió hidroperòxid en medi bàsic es va investigar amb la tècnica de voltamperimetria d'escombratge lineal (LSV) i amb la cronoamperimetria. Es va proposar un mecanisme de reacció consistent amb els resultats experimentals i es van determinar les energies d'activació aparents del procés de reducció de l'O2 a HO2-. D'altra banda, aquest procés es va estudiar per espectroscòpia d'impedància electroquímica. Aquesta tècnica també es va utilitzar per a caracteritzar el procés de mullament del càtode als primers estadis de funcionament. Les tècniques espectroscòpiques d'XPS i DRIFTS es van emprar per a posar de manifest la funcionalització del càtode com a conseqüència de la seva operació. La tècnica de SEM va revelar l'estructura porosa de la superfície de l'elèctrode.Quant el procés anòdic, la seva caracterització preliminar per LSV ha permès demostrar la seva complexitat i el fet que requereix una anàlisi més profunda, començant per l'estudi dels processos d'activació.

The O 1s x-ray photoelectron spectroscopy spectrum for Al(111)/O at 300 K shows two components whose behavior as a function of time and variation of detection angle are consistent with either (a) a surface species represented by the higher binding-energy (BE) component and a subsurface species represented by the lower BE component, or (b) small close-packed oxygen islands with the interior atoms represented by the lower BE component and the perimeter atoms by the higher BE component. We have modeled both situations using ab initio Hartree-Fock wave functions for clusters of Al and O atoms. For an O atom in a threefold site, it was found that a below-surface position gave a higher O 1s BE than an above-surface position, incompatible with interpretation (a). This change in the O 1s BE could arise because the bond for O to Al may have a more covalent character when the O is below the surface than when it is above the surface. We present evidence consistent with this view. An O adatom island with all the O atoms in threefold sites gives calculated O 1s BE's which are significantly higher for the perimeter O atoms. Further, the results for an isolated O island without the Al substrate present also give higher BE¿s for the perimeter atoms. Both these results are consistent with interpretation (b). Published scanning-tunneling-microscopy data supports the suggestion that the chemisorbed state consists of small, close-packed islands, whereas the presence of two vibrational modes in high-resolution electron-energy-loss spectroscopy data has been interpreted as representing surface and subsurface oxygen atoms. In light of the present results, we suggest that a vibrational interpretation in terms of interior and perimeter adatoms should be considered.