Esferas de SiO2 con Poros Arrugados como Soporte de TiO2 en Aplicaciones Fotocatalíticas

MARTINEZ RICCI, MARIA LUZ; KEYLA FUENTES; UBIRAJARA PEREIRA RODRIGUES-FILHO; MARIA CLAUDIA MARCHI; SARA ALDABE BILMES; ROBERTO CANDAL

Neuquen

Workshop; TOP-FOT/EEOF 2017 ? Fotónica y Óptica en Petróleo y Energía; 2017

Red de Optica

Nuestro grupo de trabajo ha reportado recientemente que las nanopartículas de TiO2 soportadas en esferas no porosas de SiO2 (TiO2@s-SiO2) presentan una mayor actividad en la degradación fotocatalítica de colorantes como el violeta cristal, debido a un aumento en el camino óptico por efecto del confinamiento de la luz en el Shell favorecido por el buen contraste en los índices de refracción. Por su parte, las esferas de sílice mesoporosa han sido ampliamente usadas en procesos de adsorción gracias a su elevada área específica y volumen de poro, por lo que pueden ser empleadas en procesos de separación de moléculas contaminantes en agua. Particularmente, las esferas de SiO2 con poros tipo arrugados (wrinkled), que han demostrado recientemente ser un soporte eficiente de TiO2 para celdas solares (DSSC). En este sentido, para el presente trabajo se sintetizaron partículas tipo core@shell de TiO2 sobre esferas de SiO2 con poros arrugados (TiO2@w-SiO2) y se evaluaron en la fotodegradación de violeta cristal como fotolito modelo. Las esferas porosas de SiO2 fueron preparadas empleando el método de microemulsión bicontinua, mientras que la incorporación del TiO2 se realizó por vía hidrotermal. Para comparar el efecto de la ubicación del TiO2 dentro del sistema poroso se usaron esferas porosas lavadas y no lavadas, esto implica que en las esferas no lavadas el surfactante usado como plantilla no fue removido para obtener sistemas donde el TiO2 se ubique en la parte más externa de la esfera. Estos sólidos fueron comparados las partículas core@shell (TiO2@s-SiO2) previamente estudiadas en el laboratorio. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido de los sistemas porosos (TiO2/w-SiO2) y no porosos (TiO2/s-SiO2) indican tamaños de partícula alrededor de los 200nm. En las partículas porosas no lavadas, el TiO2 se muestra como un shell con partículas de mayor tamaño que las obtenidas sobre las esferas lavadas. Las pruebas de adsorción en oscuridad del violeta cristal indicaron un aumento en la adsorción del colorante con respecto a los materiales no porosos. Por su parte, los espectros de extinción mostraron que el scattering resulta mayor en los sistemas porosos, aunque el onset asociado a la energía band-gap del semiconductor no cambia en gran medida con respecto al no poroso. Estas características permitieron una mayor degradación fotocatalítica del violeta cristal empleando luz UV lo que indica que estos materiales son potenciales fotocatalizadores para el tratamiento de aguas contaminadas con derivados de la industria petrolera.