[en] The increasing energy demand, necessary to meet the needs of the growing world population, has accelerated climate change in recent decades, due to the predominantly use of fossil fuels, which in addition to being pollutants are non-renewable and ill-distributed. This has aroused interest in cleaner energetic alternatives. Thus, taking Nature as an example, Artificial Photosynthesis emerges as a way to store the enormous amount of solar radiation received by the Earth, in the form of chemical bonds of a fuel. This process includes, besides the oxidation of water to dioxygen, the reduction of protons and the reduction of CO2, obtaining, respectively, dihydrogen and products derived from carbon such as methane or methanol. In both cases, the use of a catalyst is required to make the process efficient, and a photoactive material that triggers the process induced by light. Chapter I further develops the problem of climate change and the current state of the proton and CO2 reduction processes, pointing out the use of semiconductors such as carbon nitride as photoactive material and metallic nanoparticles as catalysts. In addition, the use of the organometallic method for the preparation of these catalysts is highlighted, under mild reaction conditions and with great control over their physical and chemical features. In Chapter II, the objectives of this work are exposed, centered on the design, multi-technique characterization and testing of materials based on metallic nanoparticles to carry out these processes. In Chapter III, ruthenium nanoparticles are prepared using different ligands as stabilizers, observing differences in their activity and electrocatalytic stability in the reduction of protons, related to their physical properties and composition. In Chapter IV, mesoporous graphitic nitrogen carbide (mpg-CN) is used as a photoactive material for photoinduced CO2 reduction. The effect of the loading of platinum nanoparticles to the semiconductor is tested, notably improving the efficiency and selectivity of the process. In Chapter V, mpg-CN is used again but with ruthenium and platinum nanoparticles for the photoreduction of protons. Ruthenium nanoparticles are prepared in different ways, using stabilizing ligands, carbon materials or directly deposited in the semiconductor. It is found that, regardless of the technique, the observed catalytic efficiency is similar in all these systems, and much lower than the performance of Pt. The catalytic observations are supported by photophysical studies. In Chapter VI, Pt nanoparticles supported on four different carbon materials (carbon nanohorns, carbon nanotubes, reduced graphene oxide and grahpite) are prepared and incorporated into an electroanalytical sensing platform, proving effective for the detection of parabens at ultra-trace levels. Finally, in Chapter VII the global conclusions are presented.

[es] La creciente demanda energética, necesaria para cubrir las necesidades de una población cada vez más numerosa, ha acelerado el cambio climático en las últimas décadas, debido al empleo predominantemente de combustibles fósiles, que además de contaminantes son finitos y están mal distribuidos globalmente. Esto ha propiciado el interés por emplear energías más limpias. Así, tomando la naturaleza como ejemplo, surge la Fotosíntesis Artificial, una forma de almacenar la ingente energía solar que recibimos en la Tierra en forma de enlaces químicos en diferentes sustancias. Este proceso incluye, además de la oxidación de agua a dioxígeno, la reacción de reducción de protones y la reducción de CO2, obteniéndose, respectivamente, dihidrógeno y productos derivados del carbono como metano o metanol. En ambos casos se requiere el empleo de un catalizador para hacer el proceso eficiente, y un material fotoactivo que desencadene el proceso inducido por la luz. En el Capítulo I, se desarrolla aún más la problemática del cambio climático y el estado actual de los procesos de reducción de protones y CO2, señalando el empleo de semiconductores como el nitruro de carbono como material fotoactivo y de nanopartículas metálicas como catalizadores. Se destaca, además, el empleo del método organometálico para la preparación de estos catalizadores, en condiciones suaves de reacción y con un gran control sobre sus características físicas y químicas. En el Capítulo II, se exponen los objetivos de este trabajo, centrados en el diseño, caracterización multitécnica y uso de materiales basados en nanopartículas metálicas para llevar a cabo estos procesos. En el Capítulo III, se preparan nanopartículas de rutenio empleando diferentes ligandos como estabilizadores, observando diferencias en su actividad y estabilidad electrocatalítica en la reducción de protones, relacionados con sus propiedades y composición. En el Capítulo IV, se emplea carburo de nitrógeno grafítico mesoporoso (mpg-CN) como material fotoactivo para la reducción fotoinducida de CO2. Se comprueba el efecto que tiene la incorporación de nanopartículas de platino al semiconductor, mejorando notablemente la eficiencia y la selectividad del proceso. En el Capítulo V, vuelve a utilizarse mpg-CN pero con nanopartículas de rutenio y platino para la fotorreducción de protones. Las nanopartículas de rutenio se preparan de diferentes maneras, utilizando ligandos estabilizadores, materiales de carbono o directamente en el semiconductor. Se comprueba que, independientemente de la técnica, la eficiencia catalítica observada es similar en todos estos sistemas, y muy inferior a la obtenida con Pt. Las observaciones catalíticas se respaldan con estudios fotofísicos. En el Capítulo VI, se perparan nanopartículas de Pt soportadas en cuatro materiales de carbono diferentes (nanohorns y nanotubos de carbono, óxido de grafeno reducido y grafito), que son incorporadas a un sistema de detección electroanalítica, mostrándose eficaces para la detección de parabenos a niveles de ultratraza. Finalmente, en el Capítulo VII se exponen las conclusiones globales.