Determinación del efecto fotodegradante de los sistemas ZnO Y ZnO/SnOx

Abstract

En este trabajo de investigación se determinaron las propiedades fotodegradantes de polvos cerámicos de óxido de cinc (ZnO) y óxido de cinc dopado con óxido de estaño (ZnO/SnOx), sintetizados por el método precipitación controlada. Durante la síntesis por el método de precipitación controlada se variaron parámetros tales como, naturaleza del solvente de síntesis, valores de pH de síntesis, solvente de lavado y temperatura para el tratamiento térmico. La caracterización de los polvos sintetizados se hizo mediante técnicas espectroscópicas, espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR) para determinar los grupos funcionales presentes en los polvos sintetizados, difracción de rayos X (DRX) para determinar la fase cristalina de los mismos, microscopía electrónica de transmisión (MET) y microscopia electrónica de barrido (MEB) para observar el tamaño y la morfología de los polvos cerámicos sintetizados. Los resultados de estos estudios indicaron que el mejor solvente de síntesis fue el ácido acético porque permite obtener tamaños de partícula de orden manométrico. Adicionalmente, el mejor solvente de lavado fue el etanol para la muestra obtenida con solvente ácido acético ya que desde el primer lavado se obtuvo como fase mayoritaria óxido de cinc y después del tercer lavado era la única fase cristalina con estructura hexagonal tipo Wurtzita. A los polvos cerámicos sintetizados, ZnO y ZnO/SnOx, se les estudio su capacidad fotodegradante sobre una molécula orgánica, azul de metileno. Se determinó el efecto del proceso de síntesis de los mismos sobre su acción fotodegradante; características tales como morfología y tamaño de la partícula tuvieron un efecto importante sobre la reacción de fotodegradación del azul de metileno. Esta reacción se siguió utilizando espectroscopia UV-visible considerando la disminución de la intensidad de la banda de absorción característica del azul de metileno (entre 500 y 800 nm) que se correlacionó con la disminución de la concentración del azul de metileno, en la solución, durante el tiempo que se expuso la muestra a la acción de las lámparas ultravioleta. Los resultados indican que las muestras sintetizadas con ácido acético presentaron mejor respuesta fotodegradante que las muestras sintetizadas con solvente agua. El pH de la solución a fotodegradar también influyó bastante sobre la respuesta fotodegradante ya que el óxido de cinc presenta fotocorrosión anódica a pH ácidos; el proceso de fotodegradación no presentó una buena eficiencia a estos valores de pH, contrario a lo que sucedió a pH básico donde la capacidad fotodegradante de los óxidos fue muy favorable.