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Desarrollo de fotocatalizadores basados en TiO2 en forma de película delgada para la degradación de moléculas orgánicas en solución acuosa

LUIS ESCOBAR ALARCON Dora Alicia Solís Casados (2020)

En este volumen ademas del capitulo, participo como editora invitada

TiO2 is used in a wide variety of applications, including photocatalysis in the environmental area for surface self-cleaning as well as air and water purification. In order to develop new materials with better photocatalytic response, it has been proposed the modification of TiO2 following different strategies. In this work, the basics of photocatalysis are summarized discussing the advantages of using photocatalysts in thin film form. The results of the preparation and characterization of zinc-modified TiO2 thin films using a novel synthesis route are presented; these indicate that depending on the Zn load incorporated into the film mixtures of TiO2 with Zn titanates are formed. The obtained results in the photocatalytic evaluation of the films in the degradation of the malachite green dye are shown, it was found that the films containing Zn have a better response practically doubling the degradation degree obtained with the sample without Zn. KEYWORDS: photocatalysis, TiO2, thin film, malachite green.

Article

fotocatálisis TiO2 Película Delgada verde de malaquita BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Efecto del Bi2O3 en las heterouniones Bi2O3/ g-C3N4 y Bi2O3/TiO2 para producción de H2

DAVID SALAZAR MARIN (2019)

En este trabajo se realizó la síntesis y el estudio de materiales semiconductores Bi2O3/TiO2 y Bi2O3/g-C3N4 para la producción fotocatalítica de hidrógeno a partir de agua utilizando glicerol como agente de sacrificio. El Bi2O3 se sintetizó utilizando el método Pechini modificado [1], la síntesis de TiO2 por sol-gel [2] y la síntesis de g-C3N4 por policondensación de la melamina [3]. Estos materiales se mezclan y tratan térmicamente para obtener la formación de heterouniones, se sintetizaron materiales de TiO2/Bi2O3 y g-C3N4/Bi2O3 al 10 y 20% mol de Bi2O3. Finalmente se evaluó su actividad fotocatalítica para la producción de hidrógeno utilizando un cromatógrafo Clarus 500 Perkin Elmer con un detector TCD utilizando nitrógeno como gas de arrastre, se tomaron muestras de 0.2 ml cada hora durante 8 horas. Los materiales fueron caracterizados por técnicas como análisis termogravimétrico (TGA), difracción de rayos X (DRX), espectroscopia Uv-Vis, se determinó la energía de banda prohibida (Bandgap), fisisorción de nitrógeno (BET), microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión (MET). Los resultados mostraron que los materiales con mayor actividad fotocatalítica son los materiales sintetizados de g- 3N4/Bi2O3 con 10% en peso de Bi2O3, estos materiales presentaron una producción de hidrógeno 7 veces mayor a comparación de la obtenida con los materiales puros de Bi2O3 y g-C3N4. Los compuestos de TiO2/Bi2O3 con 10% en peso de Bi2O3 presentaron una ligera mejora en su actividad fotocatalítica obteniéndose una producción de hidrógeno un 35% mayor que la obtenida usando solo TiO2.

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Master thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA Efecto del Bi2O g-C3N4 TiO2

SÍNTESIS DE UN MATERIAL COMPUESTO DE g-C3N4-TIO2 PARA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO POR FOTOCATÁLISIS

MANUEL ANTONIO ALCUDIA RAMOS (2019)

Durante las últimas décadas, se han llevado a cabo investigaciones sobre materiales fotocatalíticos que pueden utilizarse para la degradación de contaminantes, así como para la generación de energías alternas y renovables que tienen un alto impacto positivo en el medio ambiente y en las necesidades de la población. En este trabajo se sintetizó sistemáticamente un material compuesto formando una heterounión entre g-C3N4 y TiO2. Primero, el g-C3N4 se sintetizó por policondensación a 550 ° C utilizando urea como precursor. Posteriormente, utilizando TiOSO4 como un precursor de TiO2, cierta cantidad se dispersó en agua y luego se mezclócon una cierta cantidad de g-C3N4 y se trató con ultrasonidos durante 20 min, luego se colocó en un autoclave de 100 ml con teflón y se llevó a la heterounión de los materiales por síntesis hidrotérmica a 180 °C durante 4 h. El compuesto finalmente obtenido se lavó tres veces con agua destilada y se secó a 80 °C en un horno durante 12 h. Las propiedades fisicoquímicas del compuesto se evaluaron mediante Fisisorción de nitrógeno (BET), XRD, UV-vis, XPS, HRTEM y se correlacionaron con su actividad fotocatalítica. El g-C3N4-TiO2 se evaluó en la producción de hidrógeno y se llevó a cabo utilizando reacciones de división de agua con Trietanolamina como agente de sacrificio. Después de 8 h de reacción, una de las muestras compuestas ayudó a producir 8,333 μmol en la región de luz visible. Este trabajo explicará la correlación entre las propiedades fisicoquímicas del material compuesto y su producción fotocatalítica de hidrógeno.

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Master thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA MATERIAL COMPUESTO DE g-C3N4-TIO2

Actividad foto-catalítica y antimicrobiana de nanopartículas de TiO₂ y Ce- TiO₂

María del Rocío Cruz Colín Raúl Suárez Parra Leonardo González-Reyes ROMAN RAMIREZ LOPEZ María Teresa Castañeda Briones Isaías Hernández Pérez (2018)

Se investigó el empleo del dióxido de titanio (TiO₂) y del Ce-TiO₂ en la fotodegradación del colorante textil Negro Reactivo-5 (RB-5), así como la evaluación de sus propiedades antimicrobianas. El TiO₂ y sus modificaciones con óxido de Cerio (de 1 a 10 %en peso) Ce-TiO₂ fueron obtenidos a partir del método sol-gel modificado, empleando como precursores Tetra-isopropóxido de Titanio (TIPT) y Nitrato de Cerio (Ce(NO₃)₄. Los estudios de caracterización muestran en todos los casos la presencia TiO₂ en su fase anatasa. Del comportamiento fotocatalítico se encontró que la mayor degradación del colorante ocurre con la muestra de 5% de Ce. Los estudios toxicológicos mostraron una elevada disminución de la toxicidad después de la fotodegradación. Por otro lado, se encontraron evidencias que todas las nanopartículas de Ce-TiO₂ probadas, por si solas no presentan toxicidad hacia Escherichia coli (ATCC 25922), sin embargo, al ser irradiadas con luz visible, todas presentaron actividad antibacteriana, mientras que el TiO₂ presenta actividad antibacteriana bajo la influencia de luz UV.

The aim of this research is the use of titanium dioxide (TiO₂) and Ce-TiO₂ in the photodegradation ofthe Reactive Black-5 textile dye (RB-5), as well as the evaluation ofits antimicrobial properties. TiO₂ and its modifications with Cerium oxide Ce-TiO₂ (from 1 to 10% by weight) were obtained from the modified sol-gel method, using Titanium tetraisopropoxide (TIPTS) and Cerium nitrate (Ce (NO₃)₄ as precursors. In all cases, characterization studies show the presence of titanium dioxide in its anatase phase. lt was found from the photocatalytic behavior that the highest degradation occurs in the 5% Ce sample. Toxicological studies confirma high decrease in toxicity after photodegradation. On the other hand, evidence proved that all nanoparticles of Ce-TiO₂ tested by themselves do not present toxicity towards Escherichia coli (ATCC 25922); however, when irradiated with visible light, they all have antibacterial activity, while TiO₂ showed antibacterial activity under UV light.

Article

TiO₂, Ce-TiO₂, sol-gel, fotocatálisis, actividad antimicrobiana. Photocatalysis, antimicrobial activity. BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA TECNOLOGÍA DE LA CATÁLISIS