Degradación fotoelectrocatalítica de fenol usando películas de óxidos mixtos tipo bi2mnbo7 (m = al, fe, ga, in)

Abstract

El fenol es un contaminante tóxico generado por diferentes actividades industriales del hombre, el cual puede ser eliminado utilizando reacciones fotoelectrocatalíticas con fotoánodos semiconductores con estructuras de óxidos mixtos tipo Bi-M-Nb-O (M = Al, Fe, Ga, In). En el presente trabajo se prepararon películas semiconductoras tipo Bi-M-Nb-O (M = Al, Fe, Ga, In) sobre acero inoxidable AISI/SAE 304 por el método sol-gel y la técnica de recubrimiento dip-coating, utilizando una velocidad de inmersión retiro de 8.5 cm/min. Las películas se hicieron depositando diferente número de capas (1, 2, 3) a diferentes temperaturas de calcinación (500°C y 700°C). Se caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de energía dispersiva (EDS), medidas de potencial a circuito abierto (OCP) y fotocorriente. La actividad fotoelectrocatalítica de las películas así como la estabilidad de éstas se evaluó por la degradación de fenol. Las películas mostraron un recubrimiento no homogéneo y están compuestas principalmente por mezclas de óxidos. Las medidas de fotocorriente evidenciaron que la película de Bi-Fe-Nb-O mostró una mejor respuesta a luz visible. Las películas de Bi-M-Nb-O (1 capa; Tc = 500°C) mostraron la siguiente actividad fotoelectrocatalítica: Bi-Fe-Nb-O > Bi-In-Nb-O > Bi-Ga-Nb-O > Bi-Al-Nb-O. La película de Bi-Fe-Nb-O (1 capa; Tc = 500°C) mostró el valor más alto de kapp y el valor más bajo de t1/2. Las películas de Bi-M-Nb-O (1 capa; Tc = 500°C) no presentaron una buena estabilidad al reutilizarlas. Las películas de Bi-M-Nb-O responden a la luz visible y mediante un proceso fotoelectrocatalítico degradan fenol. Esto es un aporte importante para disminuir las cargas de este contaminante en efluentes industriales.