SINTESIS DE MATERIALES ACTIVOS EN LUZ VISIBLE TiO2 DOPADO CON NITROGENO PARA DEGRADAR COMPUESTOS ORGÁNICOS
El presente trabajo, tiene como objetivo principal el estudio comparativo del TiO2 y TiO2 dopado con nitrógeno (1%N-TiO2 y 5%N-TiO2) empleando rutas de química suave (sol-gel (SG), coloidal (COL) y sonoquímica(SQ)) con la finalidad de mejorar sus propiedades morfológicas, superficiales, ópticas y el...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación en Materiales Avanzados |
| Repositorio: | Fuente de Objetos Científicos Open Access del CIMAV |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cimav.repositorioinstitucional.mx:1004/49 |
| Acceso en línea: | http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/49 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/cti/2 info:eu-repo/classification/cti/23 info:eu-repo/classification/cti/2307 |
| Sumario: | El presente trabajo, tiene como objetivo principal el estudio comparativo del TiO2 y TiO2 dopado con nitrógeno (1%N-TiO2 y 5%N-TiO2) empleando rutas de química suave (sol-gel (SG), coloidal (COL) y sonoquímica(SQ)) con la finalidad de mejorar sus propiedades morfológicas, superficiales, ópticas y electrónicas y obtener un material más atractivo que el P25 en aplicaciones ambientales como por ejemplo la degradación fotocatalítica del pesticida (2,4-Diclorofenoxiacético) bajo la acción de luz visible. Los resultados más sobresalientes de este trabajo indican la obtención del TiO2 en fase anatasa a 400 °C por las diferentes rutas de síntesis. Además se observó que la incorporación de nitrógeno no afecta en la obtención de la fase anatasa. Por espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) se confirmó la incorporación de nitrógeno a la estructura de TiO2 de acuerdo con los parámetros de celda (a=9.4303, b=3.7810±0.009, c=9.4300 ±0.003). En cambio, desde el punto de vista de morfología, la ruta de síntesis fue determinante al producir esferas en el caso del método coloidal o partículas homogéneas para el caso de SQ. Por Microscopía Electrónica de Trasmisión de Alta Resolución se confirmó la obtención de nanopartículas (<40nm) para cualquiera de las rutas de síntesis empleadas pero fue el método de SQ quien presentó partículas en un rango más cerrado (18-10 nm). En el caso de los materiales dopados, el aumento de la concentración de nitrógeno ocasionó una disminución del tamaño de partícula. A partir de los resultados de espectroscopía de UV-Vis se determinó el ancho de banda para las tres rutas de síntesis se observó un corrimiento de esta propiedad con la incorporación de Nitrógeno, destacando un Eg=2.9 eV para la muestra 5%N-TiO2 obtenida por SQ. Al evaluar las propiedades fotocatalíticas de las 3 series de materiales en un microreactor batch con una solución de 2,4-D (40 ppm) bajo la acción de luz visible, se observó que los materiales dopados fueron activos en la degradación del herbicida. Pero, los óxidos de titanio dopados con 5% de nitrógeno preparados por las rutas coloidal y de SQ, alcanzaron los menores tiempos de vida media (44 y 71 minutos, respectivamente) de acuerdo con una cinética de pseudo-primer orden. En consecuencia las propiedades ópticas y estructurales fueron determinantes en el desempeño. |
|---|