Obtención de nanopartículas de MgO y un material mesoporoso de este óxido por rutas químicas : Determinación de su capacidad fotodegradante

Abstract

En este trabajo de investigación se determinaron las propiedades de degradación, que presentan los polvos cerámicos de óxido de magnesio (MgO), con dos tipos de microestructura, nanoparticulado y mesoporoso sobre moléculas orgánicas. Las nanopartículas de óxido de magnesio se sintetizaron por el método de precipitación controlada, considerando como variables importantes del proceso la naturaleza del solvente y la temperatura de tratamiento térmico. Por otro lado, la obtención de los mesoporosos de óxido de magnesio se llevó a cabo usando el método sol-gel. Para la caracterización de los polvos sintetizados se utilizaron técnicas espectroscópicas: espectroscopía infrarroja (IR), para conocer los grupos funcionales presentes en los polvos sintetizados, y reflectancia difusa, para determinar el valor de la banda de energía prohibida (“gap”), difracción de rayos X (DRX) para determinar la fase cristalina presentes en los mismos, microscopía electrónica de transmisión (MET) y de barrido (MEB) para observar el tamaño y la morfología de los polvos cerámicos sintetizados. Los resultados de estas técnicas de caracterización permitieron identificar las bandas características de los enlaces Mg–O, Mg–O–Mg y Mg–OH, y cómo éstas se veían afectadas por la naturaleza del solvente; se evidenció que la fase cristalina predominante en las muestras, al final del proceso de síntesis, era la periclasa (MgO) la cual tiene un diferente grado de cristalización y tamaño de cristalito dependiendo del solvente empleado, y se demostró que el tamaño de partícula era submicrónica (< 300 nm), con morfología arbitraria. Estos estudios indicaron que el mejor solvente de síntesis, usado en el proceso de precipitación controlada, fue el etilenglicol porque permitió obtener tamaños de partícula de menor orden nanométrico en comparación con los otros tres solventes empleados. A los polvos sintetizados, tanto al MgO submicrónico como al mesoporoso, se les estudio su capacidad adsorbente y degradante sobre una molécula orgánica, rodamina 6G. Se encontró que la naturaleza del solvente usado durante el proceso de síntesis, afecta la adsorción y degradación del MgO, ya que cada solvente proporciona sólidos con tamaño de partícula y estructura interna local diferente, caracteisticas que tuvieron un efecto importante sobre la acción de degradación de las partículas sobre el colorante. La acción de degradación se hizo utilizando espectroscopía UV-visible, considerando la disminución de la intensidad de la banda de absorción característica de la rodamina 6G (527nm), la que se correlacionó con la disminución de la concentración de la rodamina en la solución al usar los diferentes sistemas, con y sin radiación ultravioleta. Los resultados indicaron que la muestra sintetizada con etilenglicol fue la que presentó una mejor respuesta como adsorbente y degradante si se compara con las muestras sintetizadas usando solvente agua, etanol y ácido acético. En cuanto al sólido mesoporoso, tuvo mejor comportamiento degradante, mayor degradación de la rodamina 6G, frente a las partículas submicrónicas sintetizadas por precipitación controlada.