COMPOSITOS DE NITRURO DE CARBONO COMO FOTOCATALIZADORES ACTIVOS EN EL VISIBLE PARA LA DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES

LAURA S. GÓMEZ VELÁZQUEZ; GONZALEZ, MONICA C.; DELL'ARCIPRETE, MARIA LAURA

La Plata

Encuentro; Encuentro de becarios de posgrado UNLP EBEC 2020; 2020

UNLP

Los procesos fotocatalíticos basados en semiconductores son ideales parael tratamiento de aguas residuales gracias a su bajo costo y al no dejarresiduos tóxicos luego de su uso. El nitruro de carbono (CN) comofotocatalizador, tiene baja toxicidad, estabilidad estructural bajo la acciónde la luz, bajo costo y un band gap cerca de 2,70 eV. Sin embargo,requiere ensamblarse con otros materiales que le brinden una mayorcapacidad como adsorbente de contaminantes y disminuyan la velocidadde recombinación de las partículas fotogeneradas. Por lo que, se proponeen este trabajo de tesis, la síntesis y el acoplamiento de CN con nanotubosde carbono (NTC) y Al2O3 mesoporoso. Los NTC se utilizan comosoportes de fotocatalizadores por tener gran área específica (>150 m2 g1), excelentes propiedades mecánicas, estructura hueca que les da grancapacidad como adsorbentes de contaminantes y una excelenteconductividad eléctrica que estabiliza la separación de las partículasfotogenerados. Conjuntamente al sistema CN/NTC, se integra Al2O3mesoporoso con capacidad para dispersar catalizadores y permitir larápida difusión en sus poros. Se tiene la hipótesis que los CN acoplados aNTC y soportados sobre Al2O3 poroso constituyen un sistemafotocatalizador óptimo para el tratamiento de aguas residuales.Se sintetizó CN a partir de procesos térmicos de entre 500°C y 600° de 2entre 4 h, con distintos precursores: melamina, diciandiamida, urea. LosCN sintetizados se caracterizaron mediante difracción de rayos X (DRX),microscopía TEM, espectroscopia IR-ATR, ensayos de termogravimetría(TGA) y se calculó el band gap mediante reflectancia difusa. Losresultados mostraron en DRX picos característicos 2θ aprox. en 13° y 27°,correspondientes a los planos (100) y (002); mientras que con lamicroscopia TEM se obtuvieron las distancias interplanares de 0,7 y 0,32nm correspondientes de los planos (100) y (002) asociados de DRX.Mediante espectroscopia IR-ATR se observaron picos correspondientes aaminas, enlaces C-N y C=N, y anillos de triazina. Utilizando ensayos deTGA se determinó que las muestras son estables a altas temperaturas(620°C -670°C). Por último, se calculó el band gap de los diferentes CN,siendo 1,9 y 2,7 eV, lo que confirma fotoactividad en el visible. Laactividad fotocatalítica se evaluó usando el colorante naranja de metilo(NM) con máximo de absorción a 462 nm. Se irradiaron suspensiones de100 ml con 1x10-5 M de NM y 20 mg/l de fotocatalizador durante 210min con 2 sistemas de irradiación; uno con un simulador solar y otro consistema de 4 lámparas UV con emisión centrada en 350 nm. Comoblancos de estos ensayos, se usó la fotólisis del NM en ausencia de CN y ladesaparición del NM por adsorción sobre el CN en ausencia de luz. Ladegradación del NM, se obtuvo una mayor decoloración al irradiar losdistintos CN con el simulador solar; en particular con los CN sintetizadosa partir de urea, alcanzando casi un 100% de decoloración del NM en 210min