SÍNTESIS Y EVALUACIÓN FOTOCATALÍTICA DE SrAl2O4 DOPADO CON COBRE

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Aurora Amelia Berlanga Rodríguez

Resumen
En este trabajo se llevó a cabo la síntesis de fotocatalizadores de aluminato de estroncio con fórmula SrAl2O4, el cual fue dopado con diferentes (x) concentraciones atómicas de Cu que fueron x= 0.1%, 0.3%, 0.5%, 1%, 3%, 7% y 15%at, lo anterior con la finalidad de estudiar el efecto del Cu sobre las propiedades fotocatalíticas del sistema SrAl2O4. El método de obtención de los materiales fue la síntesis por combustión a partir de nitratos metálicos y urea como combustible. También, se sintetizó una muestra de SrAl2O4 puro (x=0%). Las muestras impurificadas en el rango de x= 0.1-1.0%at de Cu mostraron mejor actividad fotocatalítica por lo que se sometieron a un tratamiento térmico de 1100°C por 2h con el fin de mejorar la estructura cristalina. Todas los fotocatalizadores sintetizados fueron caracterizados por las técnicas de Difracción de rayos-X (DRX), Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y Reflectancia Difusa (RD), algunos de ellos se caracterizaron también mediante espectroscopia Raman, y XPS. La actividad fotocatalítica de las muestras se estudió utilizando irradiación solar y luz ultravioleta (λ=254 nm) como fuentes de activación, observando la decoloración y/o degradación de los colorantes azul de metileno (AM) y rojo congo (RC) en solución acuosa. Esta decoloración y/o degradación fue monitoreada mediante la disminución de la absorbancia óptica en la región del ultravioleta-visible (200 nm-700 nm) para ambos colorantes. El análisis de DRX mostró que los fotocatalizadores presentan la misma estructura cristalina aun con altas concentraciones de impurificación Cu. Los difractogramas indicaron que todas las muestras exhiben fase monoclínica SrAl2O4. La morfología observada por MEB reveló un aumento del tamaño de grano en función del aumento de impurificación de Cu. Para bajas concentraciones de Cu (0.1%at -1.0%at) se observaron granos de formas irregulares con tamaño promedio de 40 nm. Para altas concentraciones de impurificación de cobre (3%at -15%at) los granos continuaron siendo irregulares y con un tamaño promedio de 500 nm. De acuerdo a los resultados de evaluación fotocatalítica la impurificación con bajas concentraciones de cobre (0.1%-1.0%at) en el material SrAl2O4 mejoró los efectos fotocatalíticos xii para la degradación y/o decoloración del azul de metileno y rojo congo. Por el contrario, las altas concentraciones (3%-15%at) inhiben la propiedad fotocatalítica. En tanto, el tratamiento térmico mejoro la capacidad de reuso del fotocatalizador. La muestra con tratamiento térmico dopada con 0.1%at de cobre presentó efectos óptimos en degradación y/o decoloración de azul de metileno y rojo congo con irradiación solar y UV. Debido a la propiedad de los fotocatalizadores SrAl2O4 dopados con bajas concentraciones de Cu para degradación y/o decoloración de colorantes se considera que poseen gran potencial para aplicaciones en la limpieza de aguas residuales textiles.

SÍNTESIS Y EVALUACIÓN FOTOCATALÍTICA DE SrAl2O4 DOPADO CON COBRE.

 


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