Compuestos del tipo mulita que fotocatalizan reacciones químicas con luz visible.

CURTI, MARIANO; KIRSCH, ANDREA; GRANONE, LUIS I.; TARASI, FACUNDO; LÓPEZ-ROBLEDO, GERMÁN; BAHNEMANN, DETLEF W.; MURSHED, M. MANGIR; GESING, THORSTEN M.; MENDIVE, CECILIA B.

Mar del Plata

Jornada; Jornadas Investigar UNMDP 2018: Hacia el futuro con ciencia y tecnología; 2018

Universidad Nacional de Mar del Plata

La química de los cristales de tipo mulita Bi2M4O9 (M = Fe, Al, Ga) ofrece múltiples aplicaciones potenciales. En particular, la absorción de luz visible del compuesto Bi2Fe4O9 ha motivado fuertemente la investigación sobre sus propiedades fotocatalíticas. Sin embargo, la mayoría de los estudios publicados se ocupan de la decoloración de los colorantes tomando ésto como prueba de su actividad fotocatalítica; pero no existen reportes acerca de las posiciones de las bandas de conducción y valencia y, por lo tanto, no quedan aún determinadas las características redox reales de los portadores de carga fotogenerados en este tipo de materiales. En este trabajo, evaluamos la actividad fotocatalítica de la oxidación del metanol bajo irradiación con luz visible monocromática (λ = 450 nm) de 12 miembros diferentes de la serie de compuestos Bi2(Al1-xFex)4O9 (x = 0 - 1). Se observó que la velocidad de reacción alcanza su valor más alto en una fracción de hierro de x=0.1, mientras que los compuestos con las fracciones de hierro más altas presentan una actividad insignificante.Sobre la base de una extensa caracterización que incluyó el refinamiento de Rietveld de los patrones de XRD (X-Rays Diffractrometry), la medición de las áreas superficiales mediante el método BET y la determinación de los potenciales de banda plana mediante el método de Mott-Schottky, racionalizamos los resultados sobre la base de dos factores opuestos: la incorporación de hierro que reduce el intervalo de banda fundamental y, por lo tanto, mejora la captura de luz, pero al mismo tiempo reduce el borde de la banda de conducción, lo que dificulta la semirreacción de reducción de oxígeno y, por lo tanto, promueve la recombinación de electrones. Nuestro trabajo destaca la importancia de una adecuada ingeniería de borde de banda para aplicaciones fotocatalíticas y subraya la insuficiencia de las pruebas de decoloración de colorantes para materiales activos bajo irradiación con luz visible.