Influencia de la concentración de NH4F en la formación de nanotubos de TiO2 por oxidación anódica

A. DWOJAK; M.L. VERA; H. TRAID; M.I. LITTER; C. SCHVEZOV

Congreso; 4° Congreso de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en las Tres Fronteras; 2019

El TiO2 es un catalizador ampliamente utilizado para la descontaminación de aguas por fotocatálisis heterogénea. En esta tecnología, al irradiar el catalizador con luz UV se promueve la generación de radicales libres y otras especies reactivas que pueden transformar los contaminantes. Se suele emplear polvo nanoparticulado de TiO2 suspendido en el efluente a tratar, por lo que resulta de gran interés su inmovilización sobre sustratos para facilitar la recuperación del catalizador del sistema de reacción. La oxidación anódica de titanio es una técnica versátil y económica para obtener recubrimientos de TiO2, que consiste en hacer circular corriente continua sobre un ánodo de titanio, lo cual permite obtener TiO2 en diferentes morfologías en función del voltaje aplicado en cada tipo de electrolito. Particularmente, en electrolitos conteniendo fluoruro se pueden obtener recubrimientos nanotubulares de elevada área superficial. En el presente trabajo se evaluó la influencia de la concentración de FNH4 para determinar el rango de voltaje de formación de nanotubos sobre Ti grado 2 con decapado químico (empleando HF:HNO3:H2O 1:4:5) como preparación superficial. Se utilizó como electrolito una solución de NH4F variando su concentración de 0,06 M a 0,27 M en glicerol:agua 1:1, a voltajes constantes de 20 a 60 V durante 2 h. Los recubrimientos se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. En todas las concentraciones de FNH4 utilizadas, se obtuvieron nanotubos amorfos de TiO2 solamente a 20 V evidenciándose el colapso de los mismos a mayores voltajes. Aunque la variación de la concentración de NH4F en el electrolito no afectó el diámetro promedio de los nanotubos (80 nm), se observó que utilizando menores concentraciones se favorece el orden, circularidad y limpieza de la parte superior abierta de los nanotubos. La determinación de las condiciones de síntesis de estos recubrimientos de elevada área superficial es fundamental en el desarrollo de fotocatalizadores de TiO2 inmovilizados, aplicables al tratamiento de efluentes.