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Nanotubos de tio2 modificados con n y f mediante vapor térmico y con orientación de los cristales de anatasa para su aplicación en la oxidación fotoelectrocatalítica de cianuro

Resumen

Películas de nanotubos de TiO2 con diferentes grados de orientación, se obtuvieron por anodizado potenciostático en un electrolito de etilenglicol con 0,05M NH4F y 1% vol. de agua; a través de la implementación de tres estrategias, tales como variación del método de cristalización, modificación de la rampa de calentamiento durante el tratamiento térmico y electro-reducción pulsada del óxido. Las películas anodizadas de cada estrategia se trataron térmicamente a 450ºC durante 30 minutos. Según la estrategia se estudió el impacto de la orientación del cristal de anatasa sobre las propiedades morfológicas, estructurales y ópticas, a través de mediciones de SEM, DRX y DRS. Las propiedades electroquímicas de las películas se estudiaron a través de mediciones de potencial a circuito abierto, cronoamperometría e impedancia electroquímica. Mientras las propiedades semiconductoras fueron establecidas a través del comportamiento Mott-Schottky. Finalmente se evaluó el comportamiento fotoelectrocatalítico en la decoloración de naranja de metilo y cianuro para las dos primeras estrategias; mientras que en la última solo se hizo seguimiento de la decoloración de naranja de metilo. Para todas las estrategias empleadas en la presente investigación se mejoró la orientación del cristal de anatasa para el plano (004), obteniéndose morfologías y propiedades ópticas similares. Además, se observó que cada método de orientación impacta las respuestas de fotocorriente de forma distinta. Se evidenció el mejoramiento en el transporte del electrón con el incremento en el grado de orientación del cristal de anatasa para la segunda etapa, lo que favorece la degradación del colorante naranja de metilo. Mientras que esta propiedad decrece para las otras dos estrategias, método de cristalización y electro-reducción, lo que disminuye la decoloración del naranja del metilo. Adicionalmente, se estableció que la degradación de cianuro no es impactada por el grado de orientación