Diseño de heterojunciones que involucran Grafeno y nanopartículas para su aplicación en fotocatálisis

C. DOS SANTOS CLARO; FABIO DANIEL SACCONE; MARCOS COUSTET; FRANCISCO IBAÑEZ; MERCEDES MESSINA; REMIGIO RUIZ

Conferencia; NANO 2018; 2018

Y- TEC S. A.

Eldióxido de titanio (TiO2) esun semiconductor ampliamente utilizado como fotocatalizador en aplicacionesambientales, debido a su estabilidad, costo y baja toxicidad. Sin embargo, laalta velocidad de recombinación de los pares electrón-hueco y su imposibilidadde absorber luz en el rango visible, debido a su gran band gap, limitan sueficiencia.  Una estrategia que puedeadoptarse  para superar esta limitación,consiste en modificar el fotocatalizador con nanopartículas (NPs) metálicasque, además de disminuir la velocidad de recombinación, pueden absorber la luzen el rango visible por la resonancia de sus plasmones superficiales [1]. Otraestrategia utilizada consiste en fabricar heteroestructuras compuestas pordistintos semiconductores, como por ejemplo TiO2 combinado con Óxido de Zinc(ZnO).  Además, la combinación de estossistemas con otros nanomateriales como el grafeno presenta beneficios paramejorar la actividad fotocatalítica del semiconductor incrementando el rango deabsorción de la luz, reduciendo la recombinación electrón-hueco, generando mássitios activos para la fotocatálisis por su gran área superficial y mejorandola estabilidad del fotocatalizador [2].  Eneste trabajo se sintetizaron distintos semiconductores (NPs de TiO2, nanorods de ZnO,  NPs de TiO2dopadas con Ag) y se evaluó su actividad fotocatalítica para la oxidación deAzul de metileno (AM), como molécula modelo, en un reactor LED. Para ello seemplearon distintas configuraciones, entre ellas,  NPs en suspensión, NPs soportadas  sobre vidrio y sobre grafeno. Los sistemassintetizados fueron caracterizados por reflectancia difusa, microscopíaelectrónica de barrido (SEM) y microscopía Raman. Se observó experimentalmenteque el agregado de Ag a las NPs de TiO2incrementa el rango de absorción del semiconductor y reduce el band gap delmismo. Por otro lado, se observó que existe una impregnación uniforme de lasNPs de Ag en todo el catalizador. La actividad fotocatalítica de los distintossemiconductores fue estudiada a través del seguimiento del espectro deabsorción del AM en solución, luego del contacto con el fotocatalizador endistintos rangos de tiempo.