Influencia del dopado de la titania (tio2) con circonia (zro2) en la fotodegradación catalítica de un colorante artificial.

Páginas: 10 (2263 palabras) Publicado: 1 de abril de 2011
Influencia del dopado de la titania (TiO2) con circonia (ZrO2) en la fotodegradación catalítica de un colorante artificial.
Edgardo Sham1,2, Rosario Cornejo2, Graciela Morales1,2, Viviana Murgia1,2 & Mónica Farfán Torres2,3
(1) Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Salta. sham@unsa.edu.ar (2) INIQUI-CONICET (3) Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de Salta.

RESUMEN:Oxido de titanio dopado con óxido de circonio fue preparado utilizando la técnica sol-gel. Los precursores utilizados fueron los alcóxidos isopropóxido de titanio y propóxido de circonio. Los mismos fueron hidrolizados con agua bidestilada, se variaron relaciones de Ti y Zr, de manera de obtener TiO2-XZ con X=( 0, 3, 10 y 20 % de ZrO2).Los sólidos obtenidos fueron tratados térmicamente hasta los600ºC, y caracterizados por difracción de rayos X para analizar la evolución estructural de la solución sólida, obteniéndose a bajas temperaturas estructuras amorfas o titania anatasa poco cristalina. Se detecta a los 600 ºC la fase rutilo para la TiO2-0Z, mientras que para las otras muestras (TiO2-(3,10 y 20)Z se observa una evolución de fase anatasa mas cristalina hacia los 600 ºC. Para lamuestra TiO2-20Z muestra la formación incipiente de una fase poco cristalina zirconia tetragonal. Las muestras fueron evaluadas en un reactor fotocatalítico, utilizando una disolución acuosa del colorante artificial, el AY23, obteniéndose en este test los mejores resultados de degradación para la muestra TiO2-10Z. 1 INTRODUCCION en la interfase sólido fluido. El dopado de titania con circonia se haestudiado en la degradación de NOx (Ji-Young 2010), donde se observa que el mismo mejora el porcentaje de conversión. En el presente trabajo se ha analizado el efecto que presenta el dopado de circonio en la degradación fotocatalítica de un colorante artificial AY23, que es utilizado ampliamente en la industria de la alimentación. Para ello se ha utilizado un reactor de cuarzo iluminado con unaradiación policromática provista por una lámpara OSRAM ultravitalux. Se han realizado pruebas fotocatalíticas sobre los sólidos calcinados a 300ºC y 500ºC. y analizado la fotodegradación del colorante en disolución acuosa. 2 EXPERIEMNTAL

El óxido de titanio es un material cerámico que presenta muchas aplicaciones, y es ampliamente utilizado como pigmento, en la industria de los cosméticos, comosoporte de catalizadores etc. En particular este semiconductor puede ser utilizado como fotocatalizador en procesos de fotocatálisis heterogénea. Orientándose su utilización en la degradación de componentes orgánicos presentes en sistemas acuosos. Dadas las características que presenta este semiconductor ha sido extensamente estudiado, desde su síntesis hasta su aplicación en sistemas deremediación medioambiental (Choi 2006, Wang 2004, Yoo 2004, Burda 2003, Mills 2003,Hoffman 1995, Dionysiou 2002, Zhao 2003). Tanto el titanio como el circonio pertenecen al grupo IVB en la tabla periódica de elementos, la titania (TiO2), como así también la circonia (ZrO2) son semiconductores tipo N. Cuando el óxido de titanio (TiO2 anatasa) es irradiado con un fotón de energía suficiente (3,2 eV) puedeproducirse la promoción de un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción, creándose un par hueco electrón, que si están disponible en la superficie del óxido dan origen a las propiedades fotocatalíticas del mismo (Mills 1997), y todas las reacciones de óxido reducción

2.1 Síntesis Los sistemas TiO2-XZ fueron sintetizados por la técnica sol-gel, sobre la base de la experienciadesarrollada en nuestro grupo de investigación (Sham 1998, Sham 2009), utilizando como precursores los alcóxidos isopropóxido de titanio y propóxido de circonio, (Aldrich), Los sólidos fueron preparados agregando cantidades de alcóxidos de manera de obtener 0, 3, 10 y 20 %

de ZrO2. Se utiliza una disolución alcohólica de isopróxido de titanio 1M en n-propanol, y de propóxido de circonio 1M en...
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