Dopaje de TiO2 utilizando un residuo metálico (llave de puerta) para mejorar su eficiencia fotocatalítica en la mineralización de un contaminante emergente en medio acuoso

Abstract

La fotocatálisis es un proceso de oxidación avanzada eficaz para mineralizar contaminantes recalcitrantes en medios acuosos. El TiO2 es el fotocatalizador más utilizado en este tipo de procesos. Sin embargo, para mejorar las carencias de este material, una de las estrategias más utilizadas ha sido dopar el TiO2 con iones metálicos. Los reactivos químicos se utilizan a menudo como precursor metálico dopante. Sin embargo, debido al agotamiento de los recursos naturales, en este trabajo se sustituyó a los reactivos químicos y en su lugar se usó un residuo metálico (llave de puerta) como precursor dopante. Los materiales fueron sintetizados por el método sol-gel y calcinados a 400 °C para obtener la estructura cristalina de anatasa. La caracterización de los materiales se realizó mediante XRD (difracción de rayos X), TEM (Microscopía Electrónica de Transmisión), DRS (Espectroscopía de Reflectancia Difusa), SEM-EDX (Microscopía Electrónica de Barrido-Análisis de Rayos X por Dispersión de Energía), XPS (X espectroscopía de fotoelectrones de rayos X) y espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). Los resultados obtenidos indican que en el soporte coexisten iones Cu+/Cu2+ y Zn2+, lo que modifica las propiedades fisicoquímicas del TiO2 y mejora su eficiencia fotocatalítica. El efecto sinérgico de los dopantes en el TiO2 mejoró su actividad fotocatalítica, logrando un máximo de mineralización de diclofenaco del 94% en medio acuoso cuando se usó T-DK(1.0) como fotocatalizador usando radiación solar simulada como fuente de activación.