Evaluación de películas semiconductoras de n-tio2 en la oxidación fotoelectrocatalítica de fenol con luz visible

Abstract

En el presente trabajo se prepararon películas semiconductoras de TiO2 dopado con nitrógeno en la reacción fotoelectrocatalítica de fenol con luz visible por la técnica dip-coating. Se empleó butóxido de titanio (IV) como precursor de titanio, amoniaco acuoso como precursor de nitrógeno y láminas de acero inoxidable AISI SAE-304 como sustrato. Se estudió el efecto de la relación molar de butóxido de titanio (IV):agua y butóxido de titanio:amoniaco en la obtención de soles estables por el método sol-gel. Se caracterizaron las películas mediante las técnicas de microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FE-SEM), espectroscopia de energía dispersiva (EDS), espectroscopia de reflectancia difusa (DRS), difracción de rayos-x con incidencia de haz rasante (GI-XRD), espectroscopia infrarroja de reflexión total atenuada (ATR-IR) y medidas electroquímicas como voltamperometría cíclica (CV) y medidas de potencial a circuito abierto (OCP). La degradación de soluciones acuosas de 1 mM de fenol (94 ppm) y 0.1 M de HClO4 se realizó empleando como fotoánodo las películas de N-TiO2 y como cátodo una barra de grafito de alta pureza. La solución fue irradiada con luz visible empleando una lámpara de halogenuro metálico de 150 W Philips. El seguimiento de la degradación de fenol se realizó por espectroscopia ultravioleta-visible durante 2.5 horas. Las películas de N-TiO2 mostraron actividad fotoelectrocatalítica alcanzando alrededor del 72% de degradación del fenol.