Degradación fotocatalítica heterogénea de contaminantes orgánicos en el agua

Los materiales de sílice mesoporosa SBA-15 (Santa Bárbara Amorfo No.15) y SMD-1 (Sílice Mesoporosa Desordenada No.1) se decoraron con cantidades variables de TiO2 (7-35% en peso, x%TiO2/SBA-15 o x%TiO2/SMD-1) y se doparon con 0.7% en peso de rutenio (Ru). Las partículas de TiO2 se depositaron en los materiales mesoporosos mediante el método post-síntesis a partir de la SBA-15 y la SMD-1 previamente sintetizadas. Y el dopado con rutenio mediante el método de impregnación. La actividad fotocatalítica se realizó para la fotodegradación de azul de metileno (AM). Se utilizaron surfactantes neutros como agentes directores de la mesoestructura y el tetraetil ortosilicato (TEOS) como precursor de las sílices mesoporosas. Se compararon las actividades fotocatalíticas de los materiales x%TiO2/SBA-15 y x%TiO2/SMD-1 dopados y no dopados con rutenio. Además las sílices mesoporosas decoradas con partículas de TiO2y dopadas con Ru se caracterizaron mediante: Isotermas de Adsorción-Desorción de N2, Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopia de Reflectancia Difusa UV-Vis (UV-Vis DRS), Espectroscopia Micro-Raman, Espectroscopia de Fotoelectrones de Rayos X (XPS) y Microscopía Electrónica de Transmisión de Alta Resolución (HRTEM). Los fotocatalizadores x%TiO2/SMD-1, x%TiO2/SBA-15, 0.7%Ru-x%TiO2/SBA-15 y 0.7%Ru-x%TiO2/SMD-1 presentaron mayor actividad que el TiO2 puro en la fase anatasa y este incremento fue lineal con la carga de TiO2, con un porcentaje de degradación de AM del 99%. La alta actividad de los fotocatalizadores se explicó en términos de la combinación de factores como: la alta cristalinidad de la fase anatasa, la preservación de alta área superficial, la gran cantidad de grupos hidroxilo y la alta accesibilidad a los sitios fotoexcitados. Se encontró una correlación lineal entre la constante de velocidad aparente de primer orden (Kapp) y la cantidad de especies de TiO2 dentro de los poros de los substratos SMD-1 y SBA-15

Mesoporous Materials silica SBA-15 (Santa Barbara Amorfo No.15) and DMS-1 (Disordered Mesoporous SilicaNo.1) were decorated with vary amount of TiO2 (7-35 wt.%, x%TiO2/SBA-15 or x%TiO2/DMS-1) and doped with 0.7wt.% ruthenium (Ru). TiO2 particles were deposited in mesoporous materials by post synthesis method from SBA-15 and SMD-1 previously synthesized. And ruthenium doped by impregnation method. The photocatalytic activity was performed for the photodegradation of methylene blue (MB). Neutral surfactants were used as mesostructure directing agents and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a precursor of mesoporous silicas. Photocatalytic activities were compared materials x%TiO2/SBA-15 y x%TiO2/SMD-1 doped and undoped with ruthenium. Besides the mesoporous silica particles decorated with TiO2 and doped with Ru were characterized by: Adsorption-Desorption Isotherms of N2, X-Ray Diffraction (XRD), Diffuse Reflectance Spectroscopy UV-Vis (UV-Vis DRS), Micro-Spectroscopy Raman spectroscopy, X-ray Photoelectron (XPS) and Transmission Electron Microscopy High Resolution (HRTEM). The photocatalysts x%TiO2/DMS-1, x%TiO2/SBA-15, 0.7%Ru-x%TiO2/SBA-15 and 0.7%Ru-x%TiO2/DMS-1 showed higher activity than the pure TiO2 (P-25, Degussa, Co) and this increase was linear with TiO2 loading, with a percentage of degradation of 99% MB. The high activity of the photocatalyst was explained in terms of the combination of factors such as high crystallinity of the anatase phase, the preservation of high surface area, a large amount of hydroxyl groups and high photoexcited site accessibility. A linear correlation was found between the apparent rate constant of the first order (Kapp) and the amount of TiO2 species within the pores of the substrates DMS-1 and SBA-15