Heterouniones g-c3n4/biobr para aplicaciones fotocatalíticas en reactores microfluídicos

Abstract

La formación de heterouniones es considerada la mejor forma de diseñar materiales fotocatalíticos debido a esto ha sido objeto de investigación en la comunidad científica en los últimos años. Estas heterouniones aprovechan las ventajas de dos o más materiales semiconductores, creando una interfaz única que posee las propiedades importantes en el área de fotocatálisis. Además del catalizador existen otros factores que mejoran las reacciones catalíticas, estos factores están muy relacionados con el reactor utilizado, un medio de reacción favorable es capaz de mejorar las reacciones fotocatalíticas. El g-C3N4 es un material bidimensional, que ha ganado popularidad en la fotocatálisis debido a sus propiedades ópticas usadas en aplicaciones de actualidad. Por otro lado, BiOBr es un semiconductor basado en bismuto que se ha destacado por su actividad en la región visible. En resumen, las heterouniones de g-C3N4 y BiOBr representan una dirección prometedora en la investigación de fotocatálisis. Las heterouniones formadas por estos semiconductores son capaces de mejorar su eficiencia fotocatalítica, disminuyendo el factor de recombinación de los pares electrón-hueco formados en la superficie del material, además de transportar eficientemente los portadores de carga, haciéndolos ideales para un sinfín de aplicaciones como; degradación de colorantes, fármacos, herbicidas u otros contaminantes. El uso y activación de los fotocatalizadores actuales están limitados en muchos factores, sobre todo aquellos relacionados con la distribución correcta del catalizador dentro del reactor, contacto con los contaminantes y aprovechamiento de la luz incidida. Debido a esto se han desarrollado nuevas técnicas para aplicar estos fotocatalizadores en reactores optofluídicos en diferentes escalas. Los microreactores optofluídicos son capaces de atacar estos estos problemas, ya que su diseño innovador permite distribuir el catalizador de forma que aumente la superficie de contacto con el contaminante, a través del uso de láminas delgadas del fotocatalizador, y un flujo constante del contaminante en el interior del microreactor. El objetivo principal de esta investigación es desarrollar materiales fotocatalíticos mediante la formación de heterouniones entre dos semiconductores, g C3N4 y BiOBr. Estos materiales presentan propiedades fisicoquímicas que los hacen prometedores para aplicaciones fotocatalíticas. Además de comparar objetivamente su desempeño en reacciones fotocatalíticas llevadas a cabo tanto en reactores convencionales como microfluídicos.