Comparación del efecto de la microestructura del TiO2 y C-TiO2 en la degradación de contaminantes orgánicos en agua

Abstract

Polvos de TiO2 y C-TiO2 fueron sintetizados por la vía de sol-gel, considerando como variables de control los factores: temperatura de sinterización con dos niveles, 500 °C y 600 °C y concentración de polisorbato con cuatro niveles, 0 %, 5 %, 10 % y 20 %. Las muestras sintetizadas se estudiaron por medio de Espectroscopía Ultravioleta-Visible y Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier para analizar sus propiedades ópticas. Se utilizó Difracción de Rayos X, Microscopía Electrónica de Transmisión y Microscopía Electrónica de Barrido para el análisis estructural y morfológico de los materiales. Además, se realizaron análisis de Fisisorción de Nitrógeno, Calorimetría Diferencial de Barrido y Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X para determinar el área específica, las temperaturas de transición de fases y las energías de enlace respectivamente. Y su capacidad antibacteriana fue evaluada empleando una cepa aislada de Bacillus Cereus en sistema acuoso. Se encontró que los polvos sintetizados que tuvieron efecto antibacteriano fueron los que contienen 5 %, 10 % y 20 % de polisorbato y que fueron sinterizados a 500 °C, estos polvos tienen un band gap de 2.89 eV, 2.94 eV y 2.95 eV respectivamente. No presentan compuestos residuales derivados de la síntesis y cuentan con una estructura cristalina tetragonal con un porcentaje en peso de la fase anatasa de 63.10 %, 91.40 % y 94.20 % respectivamente y para la fase rutilo 36.90 %, 8.60 % y 5.80 % con un tamaño de cristal entre los 12 nm a los 29 nm obteniendo un área de 36.31 m2/g, 51.95 m2/g, y 57.16 m2/g. Por otra parte, se encontró que estos materiales tienen una temperatura de cristalización ascendente de 334 °C, 339 °C, y 351 °C. Y de acuerdo al análisis espectroscopía fotoelectrónica todos presentan dopaje de átomos de carbono. La evaluación antibacteriana mostró que la muestra que presentaron mayor efecto es la que corresponde a C-TiO2 con 5% de polisorbato al reportarse una disminución de UFC/ml del 4.6x103UFC/ml a 2x102 UFC/ml en un tiempo de 120 minutos de exposición.