Fotodegradación de compuestos fenólicos utilizando nanomateriales de SiO2-TiO2 sensibilizados con moléculas orgánicas en un reactor basado en diodos emisores de luz.

Abstract

En este trabajo se ha estudiado la modificación superficial como alternativa para mejorar las propiedades fotocatalíticas del TiO2 utilizando un soporte de SiO2 y un fotosensibilizador. La aportación principal de este trabajo fue la síntesis core/shell de SiO2/TiO2 y la oxidación in situ del monómero de anilina en polianilina sobre la superficie de TiO2, lo que da un incremento en el transporte electrónico permitiendo potenciar la actividad fotocatalítica del sistema SiO2/TiO2. Durante el proceso de síntesis se modificó la porosidad superficial de los núcleos de SiO2 para la posterior formación de la cubierta de óxido de titanio, la superficie resultante del material fue modificada con diferentes cantidades de un polímero conductor (polianilina) en una relación de 1:80, 1:60, 1:40 (anilina:TiO2, %mol). Los resultados indican una cubierta térmicamente estable de TiO2 en la fase anatasa (DRX), la obtención de las diferentes capas de material fue confirmada por las imágenes FESEM y HRTEM, estas micrografías mostraron una alta monodispersidad en los materiales. Es claro el efecto de la metodología de síntesis en la porosidad de los núcleos, al aumentar el área específica se incrementó el número de sitios disponibles para la formación de especies reactivas para la fotodegradación. La energía de banda prohibida de los materiales de core/shell de SiO2/TiO2 fotosensibilizados, no presentan modificaciones significativas en comparación con la TiO2 anatasa (puro), lo que indica que la fotoactividad de los materiales se produce por la conducción de electrones de las transiciones π-polaron de la polianilina conductora depositada en la superficie del TiO2. Para la evaluación de la actividad fotocatalítica, se empleó una LED de 100W de potencia eléctrica con espectro de radiación en el rango de los 400 a 750 nm. Los resultados de la fotodegradación indican la posibilidad de usar el sistema SiO2/TiO2 fotosensibilizado para la descomposición de compuestos aromáticos bajo irradiación de luz visible.