Efecto del Solvente en la Degradación Fotocatalítica de Fenol en presencia del Compuesto tipo Mulita Bi2Fe4O9

MURSHED M.M.; ARANA A.; GESING TH. M.; CURTI M.; MENDIVE, CECILIA B.; KIRSCH A.; LOPEZ ROBLEDO G.

Mar del Plata

Jornada; ras Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica; 2017

INTEMA-CONICET

En un mundo en constante desarrollo, la fotocatálisis surge como una posible respuesta a la necesidad de aprovechar al máximo los recursos naturales; en particular,la energía solar, que representa un recurso renovable y abundante. El dióxido de titanio es uno de los materiales fotocatalíticos más utilizados debido a su baja toxicidad y bajo costo. No obstante, su capacidad de absorber luz se encuentra restringida a la región ultravioleta del espectro. Es así que uno delos desafíos más grandes consiste en el desarrollo de fotocatalizadores activos en la región visible del espectro electromagnético, para hacer un uso eficiente de la luz solar.Como alternativa al TiO2, en los últimos años ha surgido un gran interés en los cerámicos del tipo Bi2Fe4O9, que poseen una estructura similar a la del aluminosilicato mulita, y han demostrado actividad fotocatalítica en el rango visible. Entre otros compuestos orgánicos, ha sido reportado que el Bi2Fe4O9 es capaz de degradar al fenol, un compuesto tóxico muy soluble en agua, lo cual constituye una vía de fácil acceso al organismo. Entender el proceso de su degradación fotocatalítica y la influencia del solvente son las bases de una futura aplicación del Bi2Fe4O9a la remediación ambiental.Con este fin se prepararon soluciones de fenol en acetonitrilo y fenol enagua, las cuales fueron irradiadas en presencia de Bi2Fe4O9,preparado por el método de la glicerina. La iluminación con luz visible de una solución acuosa (80 μM) de fenol en contacto con Bi2Fe4O9en suspensión no llevó a una degradación significativa, inclusive luego de las72 horas. En cambio, al utilizar como solvente acetonitrilo se observó una velocidad de degradación apreciable, correspondiente a una cinética de primer orden.De manera de interpretar estos resultados se utilizó la técnica de Reflexión Total Atenuada en el Infrarrojo (ATR-FTIR),depositando una capa de Bi2Fe4O9 sobre el cristal de ZnSe. Al colocar sobre esta capa una solución 0,1 M de fenol en acetonitrilo se observó la aparición de una banda situada en 1264 cm-1,asignada a fenol quimisorbido (Figura 1).En solución acuosa, por otro lado, no se observó ninguna banda. Este puede explicarse en base a la competencia desfavorable con las moléculas de agua, que ocupan la superficie e impiden la quimisorción del fenol. En base a esto, y según el modelo Directo?Indirecto de transferencia de huecos, se propone que la quimisorción del fenol en acetonitrilo redunda en una degradación más rápida de este compuesto gracias a la posibilidad de una transferencia directa de huecos fotogenerados desde el fotocatalizador al compuesto orgánico.