Caracterización de TiO↓2 dopado con Fe mediante molienda de alta energía para potencializar su eficiencia fotocatalítica

Abstract

Este trabajo se desarrolló en 3 etapas. En la etapa 1 se optimizaron las variables de operación de la molienda, tiempo de molienda, la razón de bolas y polvo (RBP) y el efecto de la calcinación sobre la estructura cristalina. Las muestras fueron caracterizadas mediante espectrofotometría UV-visible y Difracción de Rayos X. Con UV-visible se observó que la RBP con mayor reducción de bandgap al valor en el menor tiempo de operación fue 20:1. Con DRX se observó la variación de la composición de las fases del TiO↓2 y tamaño de cristalito respecto al tiempo de molienda. Los parámetros optimizados obtenidos fueron: tiempo de molienda 2 horas, RBP 20:1, 500rpm, 30min de operación y 15min de descanso, sometida a calcinación de 600°C por 1 hora con una rampa de 40°C/min. En la segunda etapa se dopó el TiO↓2 con hierro usando los parámetros optimizados. Se prepararon 12 muestras agregando 0.26%mol de hierro hasta completar el 3.1%mol de hierro. Las muestras fueron caracterizadas con DRX, UV-visible, MEB y Espectrofluorescencia. Usando DRX se determinó como límite de dopaje para estas condiciones experimentales la concentración 2.07%mol de Fe. En la etapa 3 se evaluó la eficiencia fotocatalítica de las muestras de TiO↓2 dopadas con hierro y se comparó con el TiO↓2 puro, en presencia de luz visible y en luz UV, usando Azul de Metileno como contaminante modelo en agua. El mejor comportamiento en luz UV fue el TiO↓2 con 1.29%mol de Fe y en luz visible corresponde al TiO↓2 con 1.07%mol de Fe.