Caracterización de las cavidades en ópalos invertidos con propiedades fotocatalíticas

CURTI M.; PARRA R.; MENDIVE C.

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociacion Argentina de Investigacion Fisicoquimica

El dióxido de titanio es un material ampliamenteestudiado por sus propiedades fotocatalíticas. Mientras que el bajo costo y la bajatoxicidad lo convierten en un material muy atractivo, la absorción de luzrestringida a la región ultravioleta del espectro impide el uso eficiente de laradiación solar en procesos fotocatalíticos. Una estrategia novedosa para ampliarla capacidad de absorción de luz es la de estructurar el semiconductor como un cristal fotónico [1]. De esta forma, sehace uso de los fotones lentos (fotonescon velocidad de grupo reducida), que pueden ser absorbidos con mayorprobabilidad. La longitud de onda de los fotones lentos depende del contrastede índices de refracción y de la constante de red del cristal fotónico.En este trabajo se prepararon ópalos invertidos de TiO2(cristales fotónicos) y se estudió la degradación fotocatalítica de diversoscompuestos orgánicos. El método de preparación se llevó adelante en tres pasos[2]: i) preparación de un ópalo molde a partir de esferas poliméricasmonodispersas, ii) infiltración del ópalo molde con TiO2, e iii)inversión del sistema por remoción de las esferas poliméricas. El tamaño de lasesferas poliméricas determina en cada caso la constante de red de los sistemasfotónicos, y los distintos tamaños de las cavidades resultantes impactan en ladifusión molecular y la dispersión de luz.Las cavidades que conforman las muestras fueronestudiadas por dos técnicas, una directa: MicroscopíaElectrónica de Barrido por Emisión de Campo (FESEM), y una indirecta: Dispersión Dinámica de Luz (DLS). Lamicroscopía sólo permite muestrear una pequeña región, mientras que con latécnica de dispersión de luz se puede muestrear la totalidad. Así, de maneraindependiente por ambas técnicas se pudo obtener información del tamaño ydistribución de las cavidades (Figura 1), clave en la caracterización de los cristalesfotónicos de TiO2. [1] Chen, J. I., von Freymann, G., Choi, S. Y.,Kitaev, V., & Ozin, G. A. (2008) Slow photons in the fast lane inchemistry. Journal of Materials Chemistry, 18, 369-373.[2] Marlow, F., Sharifi, P., Brinkmann, R., &Mendive, C. (2009) Opals: status and prospects. Angewandte Chemie International Edition, 48, 6212-6233.