Síntesis de sílice mesoporosa ordenada hexagonalmente MCM-41 con pentóxido de niobio incorporado y su efecto fotodegradante

Abstract

En este trabajo de investigación se determinaron las propiedades fotodegradantes de polvos cerámicos de pentóxido de niobio (Nb2O5), sintetizado por el método de precipitación controlada, y pentóxido de niobio soportado sobre la sílice mesoporosa MCM-41, obtenidos por dos métodos: sol-gel e impregnación incipiente. Durante la síntesis de Nb2O5 se variaron parámetros tales como, naturaleza del solvente de síntesis, valores de pH de síntesis y temperatura para el tratamiento térmico. La caracterización de los polvos sintetizados se hizo mediante técnicas espectroscópicas: espectroscopía infrarroja (IR) y espectroscopía Raman para determinar los grupos funcionales presentes en los polvos sintetizados, difracción de rayos X (DRX) para determinar la fase cristalina presentes en los mismos, microscopía electrónica de transmisión (MET) para observar el tamaño y la morfología de los polvos cerámicos sintetizados. Los resultados de estos estudios indicaron que el mejor solvente de síntesis es el agua porque permitió obtener tamaños de partícula de orden nanométrico. A los polvos cerámicos sintetizados, tanto el Nb2O5 como los sólidos Nb-MCM-41, 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 espectroscopía visible considerando la disminución de la intensidad de la banda de absorción característica del azul de metileno (665 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 radiación ultravioleta. Los resultados indican que la muestra sintetizada con ácido acético, a un valor de pH de 9.04, presentó una mejor respuesta fotodegradante que las muestras sintetizadas en agua. En cuanto a los sólidos mesoporosos Nb-MCM-41, el que mejor respuesta fotodegradante mostro fue el obtenido por el método de sol-gel, con un porcentaje de incorporación del 20% de niobio.