Degradación del colorante rodamina B mediante fotocatálisis heterogénea: especies reactivas de oxígeno (O2• y OH•) y transportadores de carga (h+ y e-)

Abstract

En esta investigación se muestran los resultados de los efectos que tienen las especies reactivas de oxígeno (O2 • y OH•) y los transportadores de carga (h+ y e-) en la degradación por fotocatálisis heterogénea de la Rodamina B (RhB) utilizando dióxido de titanio (TiO2) como fotocatalizador. El fotocatalizador que se utilizó para realizar esta investigación fue obtenido mediante el método de síntesis vía microondas seguido del proceso de secado por aspersión y una etapa de calcinación posterior. Como resultados se obtuvieron, que debido a la temperatura de calcinación del fotocatalizador (600°C) este solo presenta únicamente la fase cristalina anatasa del dióxido de titanio. La parte experimental de esta investigación fue llevada a cabo en un reactor completamente mezclado, en el cual se ponen en contacto la Rodamina B y el fotocatalizador, agregando un inhibidor con la finalidad de estudiar el efecto que tienen las especie reactivas de oxígeno y los transportadores de carga en la degradación, los inhibidores usados fueron Benzoquinona (BQ) para el O2 • (Radical Súper óxido), Isopropanol (ISO) para el OH• (Radical Hidroxilo), Nitrato de Plata (NP) para los e- (Electrones) y Oxalato de Sodio (OXS) para los h+ (Huecos). Una vez realizada la experimentación con los inhibidores, la Rodamina B y el fotocatalizador con tratamiento térmico a 600°C (1- 600-SD), la especie con mayor efecto fue el O2 • en la degradación de la Rodamina B, resultados que difieren a lo que se maneja en las diferentes bibliografías, en donde se dice que la especie reactiva de oxígeno que tiene mayor efecto sobre la degradación por fotocatálisis heterogénea es la especie OH•. Además de la presencia de la especie O2 • también interactúan las especies reactivas de oxigeno como OH• y los transportadores de carga h+ y e- en la degradación, teniendo diferente efecto.

This research shows the results of the effects that reactive oxygen species (O2• and OH•) and charge conveyors (h+ and e-) have on the degradation by heterogeneous photocatalysis of Rhodamine B (RhB) using dioxide of titanium (TiO2) as photocatalyst. The photocatalyst used to perform this investigation was obtained by the microwave synthesis method followed by the spray drying process and a subsequent calcination stage. As results were obtained, that due to the calcination temperature of the photocatalyst (600 ° C) it only has only the anatase crystalline phase of titanium dioxide. The experimental part of this investigation was carried out in a completely mixed reactor, in which Rhodamine B and the photocatalyst are contacted, adding an inhibitor in order to study the effect of the reactive oxygen species and the lcharge conveyors in the degradation, the inhibitors used were Benzoquinone (BQ) for O2• (Radical Super oxide), Isopropanol (ISO) for OH• (Radical hydroxyl), Silver nitrate (NP) for e- (Electrons ) and Sodium Oxalate (OXS) for h+ (voids). After experimentation with the inhibitors, Rhodamine B and the photocatalyst with thermal treatment at 600°C (1-600-SD), the species with the greatest effect was O2• in the degradation of Rhodamine B, results that differ to what is handled in the different bibliographies, where it is said that the reactive oxygen species that has the greatest effect on degradation by heterogeneous photocatalysis is the OH• species. In addition to the presence of the O2• species reactive oxygen species such as OH• and the charge conveyors h+ and e- also interact in the degradation, having a different effect.