Optimización de la proporción de Al2O3 en catalizadores grafénicos (GnP's -TiO2-Al2O3) con aplicación en fotodegradación de diurón.

Abstract

El diurón, herbicida persistente y tóxico, se elimina eficientemente mediante Procesos de Oxidación Avanzada, destacando la fotocatálisis UV con TiO₂. Se sintetizaron óxidos mixtos TiO₂ Al₂O₃ por sol-gel (750 °C) y por vía hidrotermal (TiO₂–Al₂O₃ GnP’s). Las muestras se caracterizaron por TGA, DRX, Raman, UV-Vis, SEM y TOC. DRX mostró anatasa para TiAl 1–25 y γ Al₂O₃ dominante en TiAl 50; con GnP’s se conservó anatasa y en GTiAl 50 emergió rutilo en baja intensidad, sugiriendo a las GnP’s como centros de nucleación. Los tamaños de cristal se ubicaron en ~12–17 nm; el análisis Williamson–Hall evidenció mayores microdeformaciones en composiciones ricas en Al y en GTiAl 50 (ε≈1.33%). UV-Vis indicó ligeras variaciones del band gap y su reducción al añadir GnP’s (caso marcado: GTiAl 50 ≈2.2 eV). En fotodegradación de diurón (20 ppm, 254 nm), la serie TiAl alcanzó hasta 91% (TiAl 1); con GnP’s aumentó la adsorción inicial y la conversión máxima llegó a 93–94% (GTiAl 10), aunque con constantes cinéticas algo menores. El TOC fue superior en materiales con GnP’s, señalando mayor mineralización. En conjunto, optimizar Al₂O₃ y añadir GnP’s mejora conversión y mineralización; GTiAl 10 destacó como el mejor equilibrio entre estructura y desempeño (≈94% de conversión, t½ ≈24–27 min). La combinación TiO₂–Al₂O₃ optimizada y dopada con GnP’s (especialmente GTiAl 10) logra alta conversión de diurón y mejor mineralización, gracias a ajustes en fase, microestructura y propiedades ópticas.