Reporte TiO2 MB

ESTUDIO DEL EFECTO FOTOCATALITICO DEL DIÓXIDO DE TITANIO (TiO2) EN FORMA DE PELÍCULA DELGADA PARA LA DEGRADACIÓN DE AZUL DE METILENO

Chimal-Moreno F.J., Hernández Martínez I.E., Hernández Pérez R.D., Lancon-Castellanos D., Mitre-Martínez D.G.,
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract:
Photocatalytic activity of a thin film of TiO2 supported on SiO2 for photocatalytic degradation ofmethylene blue with UV assisted studied. In this paper the behavior of treatment for different operating conditions such as the degradation of methylene blue with and without photocatalyst is studied. Heterogeneous photocatalysis degradation help of a colorimeter was quantified to monitor the degradation observed through a decrease in color. The results suggest that heterogeneous photocatalysiswith TiO2 / SiO2 can be an efficient technology in the degradation of methylene blue.

Introducción
El dióxido de titanio (TiO2) es un óxido metálico semiconductor, actualmente es el material más utilizado para fotocatálisis en aplicaciones ambientales y en procesos de oxidación avanzada (AOPs por sus siglas en inglés). Esta actividad fotocatalitica se debe a que cuando se hace incidir radiaciónproveniente del espectro electromagnético (con una longitud de onda por debajo de 380nm) sobre TiO2 se lleva a un estado excitado en el que a través de la absorción de fotones los electrones de la banda de valencia (BV) transitan a la banda de conducción (BC), creando así vacantes de electrones también llamadas deficiencias de electrones o huecos. Los pares electrón hueco generados y la deficienciade electrones en la banda de valencia tienen un alto potencial de reducción (2.9V) para oxidar la mayor parte de los contaminantes presentes en las aguas residuales.
Debido a que solo es activo en la región UV, el TiO2 solo puede aprovechar alrededor de un 4% de la intensidad del espectro de luz solar, lo cual, representa un limitante mayor, puesto que no se utilizan al máximo sus propiedadesfotocatalíticas; sin embargo, una alternativa que viene siendo explorada para extender su rango de foto-respuesta a la región del visible es emplear compuestos fotosensibilizadores, tales como colorantes.
Los óxidos mixtos de titanio y silicio son materiales de especial interés debido a sus propiedades físicas, resistencia química y variados usos tecnológicos tales como vidrios con muy baja expansióntérmica, catalizadores y soportes de catalizadores, películas con índices de refracción deseados, actividad fotocatalitica y celdas solares, como consecuencia de una adecuada dispersión y estabilización del fotocatalizador en la matriz de sílice. Las propiedades de este tipo de mezcla de óxidos dependen fuertemente de la composición química, homogeneidad y textura, así como del método depreparación, entre los cuales se cuentan la mezcla física en estado sólido, co-precipitación, hidrólisis, método hidrotérmico y el proceso sol-gel.
El estudio de los sistemas TiO2/SiO2 se está realizando con particular énfasis en aplicaciones fotocatalíticas debido a las propiedades de estabilidad térmica, altas áreas superficiales, estabilidad de cargas que presentan estos compositos así como la efectoadsorbente que aporta el SiO2 al proporcionar mejores sitios de adsorción en la vecindad de TiO2 durante la fotocatálisis. La actividad de un fotocatalizador está influenciada por el área superficial disponible, propia o aportada por otros materiales como el SiO2, la cual posibilita y potencia fenómenos como la adsorción y reacciones catalíticas, y además por la eficiencia en la absorción defotones, la cual es definida por el tamaño de sus partículas primarias. Cuando el tamaño de la partícula semiconductora decrece a magnitudes nanométricas, las proporciones relativas entre la superficie y el seno del material son comparables, el área superficial del material es incrementada y su estructura de bandas de energía se vuelve discreta exhibiendo propiedades ópticas y químicas diferentes a...