Actividad fotocatalítica del compuesto TiO2/Ti3C2 (MXene) para la degradación de contaminantes ambientales

Abstract

:” En este trabajo de investigación, se evaluó la actividad fotocatalítica del compuesto MXene-TiO2 para la degradación de contaminantes ambientales en medio acuoso. La síntesis de los materiales se llevó a cabo mediante el método asistido por microondas, empleando diferentes proporciones en masa de MXene (2 %, 5 % y 10 %) acopladas al TiO2. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por técnicas de difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), análisis de fisisorción de nitrógeno y espectroscopía UV-Vis, con el objetivo de conocer su estructura cristalina, morfología superficial, propiedades texturales y ópticas. Los resultados de DRX confirmaron la presencia de fases anatasa, rutilo y brookita en el TiO2, así como la formación efectiva del MXene. Las micrografías MEB mostraron una morfología laminar en el MXene y una reorganización superficial del TiO2 al incorporar el MXene. El análisis de fisisorción de nitrógeno mostró un incremento en el área superficial en los compuestos modificados, alcanzando hasta 200.193 m²/g. El análisis óptico mostró un ligero incremento del band gap conforme aumentó la proporción de MXene, junto con un corrimiento hacia la región UV. La actividad fotocatalítica fue evaluada mediante la degradación de azul de metileno, amoxicilina y tetraciclina bajo irradiación UV. Los resultados mostraron que el compuesto con 2 % MXene-TiO2 presentó la mayor eficiencia para azul de metileno (83.68 %) y amoxicilina (72.27 %), mientras que el compuesto con 10 % MXene TiO2 alcanzó el 100 % de degradación de la tetraciclina. Este trabajo demuestra que el acoplamiento de MXene-TiO2 representa una estrategia eficaz para el desarrollo de nuevos materiales fotocatalíticos aplicables en la remediación de contaminantes orgánicos emergentes en aguas residuales