Síntesis y evaluación de un composito de grafeno y zno como fotocatalizador en la degradación de contaminantes fenólicos
No Thumbnail Available
Date
2021
Authors
Evaluators
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
En este trabajo se realizó una comparación entre el óxido de grafeno (GO: Graphene Oxide) y el grafeno oxidado selectivamente en los bordes (EGO: Edge Graphene Oxide) como intensificadores de la actividad fotocatalítica del ZnO en la degradación de fenol, 2nitrofenol y 2clorofenol en medio acuoso. EGO se ha obtenido modificando la relación oxidante/grafito, la temperatura y el tiempo de reacción respecto del método de oxidación química usado en la síntesis del GO. Estos materiales fueron funcionalizados con partículas de ZnO empleando el método solgel, obteniéndose los compositos ZnO@GO y ZnO@EGO con distintas cargas del respectivo derivado grafénico. La estructura y propiedades de cada material se han verificado mediante las técnicas FTIRATR, Fluorescencia, DRX, SEM, EDX, XPS y UVVIS. La actividad fotocatalítica del ZnO y los compositos sintetizados fue determinada irradiándolos en dispersión dentro de soluciones de cada compuesto fenólico, usando luz UV. Mediante un diseño experimental compuesto central 22 se determinó que el ZnO exhibe actividad fotocatalítica alta cuando este material fue dispersado en agua junto cada fenol por separado a concentraciones de 1g/L y 10mg/L respectivamente; así, esta condición fue tomada como referencia para la evaluación de los compositos. El ZnO@EGO de 0.5% en EGO presento incrementos de 20.3%, 20.0% y 88.2% en las constantes cinéticas de degradación del fenol, 2nitrofenol y 2clorofenol respectivamente, no obstante, el ZnO@GO de 1% en GO mostró resultados similares indicando que se requirió del doble en masa de GO para igualar el efecto que EGO alcanzo en la intensificación de la actividad fotocatalítica del ZnO. La evidencia mostró que el origen del aumento en la actividad fotocatalítica de los compositos mencionados se debe a la transferencia de electrones fotoinducidos desde el ZnO hacia los derivados de grafeno inhibiendo la recombinación del par electrón/hueco y produciendo mayor cantidad de radical hidroxilo y anión radical superóxido; esta interacción ha sido de mayor intensidad en el ZnO@EGO debido a que el óxido metálico interactúan más fuertemente con este derivado grafénico. 1
Description
Keywords
Grafeno, ZnO, Composito, Fotocatalizador, Fenol.