Síntesis y caracterización de fotocatalizadores de TiO2-magnetita vía microondas utilizado en la fotocatálisis del colorante azul ácido 9

Abstract

TiO2 photocatalysts doped with magnetite of different forms and different concentrations of iron were prepared using the microwave assisted sol-gel method. The photocatalytic activities of TiO2-Magnetite-Fe with different amounts were evaluated for the degradation of acid blue dye 9 with UV light and visible light. Photocatalytic degradation was also discussed in terms of the wavelength and photon energy. The X-ray diffraction patterns showed that the nanoparticles are dominated by an anatase phase and found a rapid transition from the rutile phase which is present from 400-700 ° C in the nanometer scale range. Due to the size, the dopant amount has effective photodegradation property. A 0.025% magnetite doping facilitates photocatalytic activity in the UV and Visible region, achieving degradations of 100% in 70 min with UV and 70% in 110 min with visible light. The presence of the magnetite also helps the Bandgap decrease in the photocatalysts, which were between 2,625-3,127eV. Potential Z in these photocatalysts showed that the isoelectric point is at an acidic pH of about 3 to 3.8 units. Therefore, this research makes it possible to use photocatalysts with energy savings when working in the visible region.

Se prepararon fotocatalizadores de TiO2 impurificadas con magnetita de diferentes formas y diferente concentración de hierro empleando el método sol-gel asistido por microondas. Se evaluaron las actividades fotocatalíticas de TiO2-Magnetita-Fe con diferentes cantidades, para la degradación del colorante azul ácido 9 con la luz UV y la luz visible. La degradación fotocatalítica también se discutió en términos la Longitud de onda y la energía del fotón. Los patrones de difracción de rayos X mostraron que las nanopartículas están dominados por fase anatasa y se encontró una transición rápida de la fase rutilo la cual está presente desde los 400-700°C, en el rango de escala nanométrica. Debido al tamaño, la cantidad dopante tiene eficaz propiedad de fotodegradación. Un dopaje de 0.025% de magnetita facilita la actividad fotocatalítica en la región del UV y el Visible, logrando degradaciones de 100% en 70 min con UV y de un 70% en 110 min con luz visible. La presencia de la magnetita ayuda también a la disminución del Bandgap en los fotocatalizadores los cuales mostraron estar entre 2.625-3.127eV. El Potencial Z en estos fotocatalizadores mostró que el punto isoeléctrico está a un pH acido alrededor de 3 a 3.8 unidades. Por lo cual hace de esta investigación que se pueden utilizar los fotocatalizadores con un ahorro de energía al trabajar en la región del visible.