Degradación fotocatalítica de contaminantes emergentes empleando nanofotocatalizadores a base de galio

Abstract

In this work, the photocatalytic degradation of a model dye (Rhodamine B) as an emerging pollutant was studied, using nanophotocatalysts of Ga2O3 and Ga2O3 doped with Fe(III) ions. This study was carried out under different experimental pH conditions (acid, neutral and basic) and two different light sources (visible and UVB). Nanophotocatalysts will be synthesized from gallium nitrate (Ga(NO3)3) via precipitation with ammonium hydroxide (NH4OH) assisted with 1 h ultrasonic bath at room temperature. For the doped nanophotocatalysts iron nitrate (Fe(NO3)3) was used. Thermogravimetric analysis (TGA), X- ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) were used to characterize the materials, which allowed to determine their morphology and structure. The characterization of the degradation process was carried out using UV-Vis spectrophotometry, at a wavelength characteristic of the functional groups, by monitoring the degradation of the chromophore group characteristic of the dye. The degradation process was carried out in an agitated tank reactor in batch operation mode located inside a black box to avoid the occurrence of any radiation outside the experiment, taking samples every certain time (5, 10, 20, 30, 60, 120, 180, 240, 300 min) during the absorption and degradation process of the experiment.

En el presente trabajo se estudió la degradación fotocatalítica de un colorante modelo (Rodamina B) como contaminante emergente, empleando nanofotocatalizadores de Ga2O3 y Ga2O3 dopados con iones de Fe(III). Este estudio se realizó bajo diferentes condiciones experimentales de pH (ácido, neutro y básico) y dos diferentes fuentes de iluminación (Visible y UVB). Los nanofotocatalizadores serán sintetizados a partir de nitrato de galio (Ga(NO3)3) vía precipitación con hidróxido de amonio (NH4OH) asistida con baño ultrasónico durante 1 h a temperatura ambiente. Para los nanofotocatalizadores dopados se utilizó Nitrato de hierro (Fe(NO3)3). La caracterización de los materiales se realizada mediante análisis termogravimétrico (TGA), difracción de rayos X (DRX) y espectroscopía infrarroja mediante transformada de Fourier (FT-IR) permitieron obtener información sobre su morfología y estructura. La caracterización del proceso de degradación se llevó a cabo empleando espectrofotometría UV-Vis, a una longitud de onda característica de los grupos funcionales, monitoreando la degradación del grupo cromóforo característico del colorante. El proceso de degradación se llevó a cabo en un reactor de tanque agitado en operación tipo batch dentro de una caja negra para evitar la incidencia de alguna radiación ajena al experimento, tomando muestras cada determinado tiempo (5, 10, 20, 30, 60, 120, 180, 240, 300 min) durante el proceso de absorción y degradación del experimento.