Desde principios de la pasada década, las perovskitas (MHPs) se han postulado como uno de los materiales semiconductores más prometedores en aplicaciones optoelectrónicas. Por ello, las perovskitas y otras estructuras de haluros metálicos han recibido una gran atención por parte de diferentes campos de investigación multidisciplinares y complementarios, como la química, la física, la ciencia de los materiales y las aplicaciones de ingeniería. El interés se debe principalmente a las propiedades fotofísicas óptimas para el aprovechamiento de la luz y la movilidad de las cargas, así como al bajo coste de fabricación y procesabilidad de estos materiales. Además, el desarrollo de MHPs coloidales confinados en la nanoescala ha abierto nuevas vías para ajustar el band-gap, mejorar la estabilidad y, sobre todo, favorecer las vías de recombinación radiativa, lo que ha permitido su uso en aplicaciones de iluminación. Sin embargo, frente al rápido avance de las tecnologías de captación de luz solar, almacenamiento de energía y creación de dispositivos electroluminiscentes, la producción de una nueva generación de fotocatalizadores eficientes para producir compuestos valiosos sigue siendo un reto importante. En este sentido, la síntesis de nanocristales (NCs) de perovskita puede ampliar su aplicación en transformaciones fotocatalíticas en comparación con sus homólogos a granel debido a la enorme superficie disponible para llevar a cabo procesos de transferencia de carga con aceptores y donores adecuados. Por tanto, esta tesis contribuye al campo de la Ciencia de Materiales, introduciendo diferentes procedimientos para conseguir NCs estables y emisivas de perovskitas de haluro de plomo (LHPs) y haluros metálicos mediante aproximaciones top-down y bottom-up. Sus propiedades ópticas (absorción y emisión) se utilizaron como indicadores de la pureza, cristalinidad, pasivación superficial, homogeneidad y aplicaciones potenciales como materiales luminiscentes de estos NCs de perovskita. Además, como prueba de concepto de la capacidad superior de estos materiales para impulsar reacciones químicas tras absorber luz visible, esta tesis también aborda su explotación en fotocatálisis heterogénea para la síntesis de compuestos orgánicos de interés. El objetivo de esta tesis es la síntesis de NCs coloidales de perovskita altamente emisivas utilizando diferentes aproximaciones sintéticas para contribuir al desarrollo de materiales emisivos y así mismo, explorar su potencial en transformaciones orgánicas fotocatalíticas. Concretamente, a continuación se enumeran los objetivos abordados en cada capítulo: • En el capítulo 3, el desarrollo de una novedosa aproximación sintética top-down por ablación láser para sintetizar NCs de MAPb(Br/I)3 y se estudia el papel de las sales de haluros de amonio como fuentes de haluros y agentes estabilizantes. • En el capítulo 4, la preparación de NPLs de [CsPbBr3]PbBr4 puros y homogéneos mediante un tratamiento de ultrasonidos/calentamiento de nanocubos (NCUs) 0D de CsPbBr3 ensamblados en presencia de nanodots EuBr2 (EuNDs). • En el capítulo 5, la revisión del procedimiento sintético sin plantilla para la síntesis de NCs de MAPbBr3 por un enfoque de microemulsión inversa, reportado por nuestro grupo en 2014. Además, evaluar y resolver los aspectos críticos que pueden dificultar la correcta identificación del tamaño y morfología de las NCs. • En el capítulo 6, la evaluación del potencial de los NCs de CsPbBr3 para fotocatalizar reacciones orgánicas exigentes utilizando simplemente luz visible y un donante de electrones para producir reacciones de homo- y cross-coupling de diferentes bromuros de bencilo p-sustituidos. Se analiza el papel de los ligandos orgánicos para preconcentrar los sustratos y hacer factible la obtención de productos de acoplamiento C-C. • En el capítulo 7, la síntesis de NCs de Cs3Sb2Br9 coloidales estables y sostenibles mediante una técnica de inyección en caliente y el estudio de su potencial para fotoinducir la disociación reductora de bromuros de bencilo p-sustituidos en comparación con los NCs de CsPbBr3 preparados en el capítulo 6. Se evalúa la selectividad de la reacción en la formación del producto de acoplamiento C-C o de deshalogenación en función de la interacción de los sustratos con la superficie de la NC.
2023-11-21
