ESTUDIO DE LA HIDROGENACIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE TiO2 PARA LA FOTODEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS EN AGUAS
Resumen
Introducción. Recientemente ha cobrado interés el estudio de la fotocatálisis heterogénea como tratamiento de aguas contaminadas empleando fotocatalizadores a base de TiO2 hidrogenado con el fin de generar mayor capacidad de absorción de luz solar, y de esta forma, economizar el tratamiento (1). En este trabajo se obtuvieron nanopartículas de TiO2 hidrogenado (H-TiO2) a partir de TiO2 comercial mediante el método del NaBH4, variando la relación másica NaBH4:TiO2 y la temperatura. Los fotocalizadores se caracterizaron mediante diversas técnicas fisicoquímicas y su actividad fotocatalítica se evalúo mediante la degradación de azul de metileno (MB), elegido como contaminante modelo.
Resultados. Se estudiaron tres relaciones de masa NaBH4:TiO2 y dos temperaturas (350 °C y 420 °C) en el proceso de hidrogenación de TiO2. Los materiales obtenidos cambiaron de color de blanco a gris, azul y negro al intensificar las condiciones de hidrogenación. Las imágenes TEM revelaron partículas de H-TiO2 de tamaño nanométrico. Mediante difractogramas de rayos X se determinaron anatasa y rutilo (aproximadamente 80:20) como fases cristalinas en las muestras de H-TiO2, también se observó una disminución en la cristalinidad con el incremento de la relación másica NaBH4:TiO2: y la temperatura. No se encontró diferencia significativa en los valores de band gap a pesar de observar un aumento en la longitud máxima de absorción. Se observó que a mayor relación NaBH4:TiO2 el grado de degradación de MB disminuye notablemente, siendo el H-TiO2 1:1 a 350 °C el más eficiente. Asimismo, los materiales hidrogenados a 350 ºC mostraron una mayor eficiencia fotocatalítica que los materiales obtenidos a 420 ºC.
Conclusiones. Se logró la modificación TiO2 mediante el uso de NaHB4 a altas temperaturas, que resultó en un aumento de la longitud máxima de absorción y en una disminución de la cristalinidad de los materiales. Asimismo, se puede inferir que la generación de defectos superficiales el TiO2 aumentó la recombinación de electrón-hueco, disminuyendo la eficiencia fotocatalítica en los materiales que sufrieron más transformación en el proceso de hidrogenación.
Referencias
1) Sahoo, S. S., Nanoscale. Adv. 2021, 3, 5487. DOI: 10.1039/d1na00477h
