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Efecto del tratamiento alcalino de ilmenita natural sobre sus características superficiales, comportamiento fotoelectroquímico y afinidad por el CO2 para su conversión fotocatalítica

Resumen

En el presente trabajo se modificó ilmenita natural proveniente de un depósito colombiano de arenas negras mediante impregnación en soluciones acuosas de hidróxidos (NaOH, KOH) o carbonatos (Na2CO3, K2CO3) a diferentes concentraciones (1,0; 3,0; 5,0 % p/p). Las mediciones de potencial Z y distribuciones de afinidad protónica permitieron identificar la modificación de los grupos hidroxilo superficiales tras el tratamiento alcalino. Los resultados en mención fueron confirmados mediante espectroscopia FTIR que, a su vez, evidenciaron la presencia de aniones carbonato y bicarbonato en los materiales obtenidos usando soluciones de carbonatos. Se evidenció mediante espectros XPS de alta resolución Na 1s, K 2p y O 1s los enlaces Na-O y K-O. Las isotermas de fisisorción de CO2 mostraron la mejora en la capacidad de adsorción de dióxido de carbono tras el tratamiento alcalino, en relación con, el aumento en la disponibilidad sitios ácidos de Lewis (Na+, K+), el grado de hidroxilación y iones carbonato/bicarbonato en superficie. Las pruebas fotocatalíticas se llevaron a cabo en agua ultrapura, donde, se evidenció la formación de compuestos C2 y C3, como: el ácido fórmico, butanol y ácido acético; en la fase líquida de la reacción mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. En dichos materiales, se identificó el desplazamiento en la posición de las bandas puede inferir la presencia de niveles energéticos adicionales que impedirían la recombinación del par e-/h+ y favorecer la formación de productos derivados del carbono.