Estudio cinético en la degradación de acetaminofén asistida con radiación solar y Bi2O3-Gd3+

Abstract

A lo largo de las últimas décadas, los contaminantes emergentes en el medio acuoso han estado llamando cada vez más la atención de la comunidad científica, debido a la toxicidad y actividad biológica que incluyen una amplia gama de productos. Se ha empezado a implementar la degradación de estos contaminantes por distintos medios en el cual la fotocatálisis heterogénea se ha mostrado como una muy buena alternativa al pretender utilizar materiales que sean activados con fotones para ser utilizados junto con la luz solar, evitando así el mal gasto en lámparas, presión, temperatura o cualquier otro suministro de energía En esta investigación se sintetizan óxidos de bismuto, un semiconductor que ha mostrado una buena actividad fotocatalítica, en la cual, para nuestro beneficio, se le ha dopado con un lantánido (Gd3+) para mejorar aún más sus propiedades ya que estos presentan un buen transporte de oxígeno, el cual es necesario para tener una mayor producción de radicales hidroxilo, que es el agente encargado de degradar nuestra molécula de estudio (acetaminofén) Los materiales fueron caracterizados por técnicas fundamentales como difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM-EDS), espectroscopia de reflectancia difusa ( DRS UV-Vis), fisisorción de nitrógeno (BET), análisis termo gravimétrico (TGA) y Espectroscopia de electrones fotoemitidos (XPS), para conocer el efecto de las propiedades al momento de hacer la evaluación fotocatalítica. La cinética estudia la velocidad de las reacciones químicas, algunos factores como la temperatura, presión, concentración de reactivos, pH, luz, adición de catalizadores, etc. Son capaces de influir en la rapidez. En este trabajo se estudian dos factores: variación de la masa de fotocatalizador y concentración de la solución del acetaminofén. Los resultados en la evaluación cinética y fotocatalítica mostraron un ajuste de pseudo-primer orden de reacción y las condiciones óptimas para tener un mejor resultado. Además, se demostró que las energías de banda prohibida y las fases cristalográficas presentes en el material son factores importantes para obtener una actividad fotocatalítica mayor.