Degradación de ácido 2,4-diclorofenoxiacético por fotocatálisis heterogénea solar utilizando ZnO dopado con Co. - Salas Espinosa, Edgar Arturo (2017)
Propósito y método del Estudio: En el presente trabajo se sintetizó ZnO modificado con diferentes porcentajes de Co vía sol-gel con el fin de modificar sus propiedades y desplazar su valor de energía prohibida a longitudes de onda correspondientes al espectro visible, así como minimizar el proceso de recombinación y permitir un mejor aprovechamiento de la luz solar con respecto al ZnO. Los materiales sintetizados se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de absorción atómica (AAS), espectroscopia UVVisible con Reflectancia Difusa, espectroscopia de fluorescencia y Raman, sus propiedades texturales fueron determinadas a partir de isotermas de fisisorción de N2 por el método de BET; la actividad fotocatalítica fue evaluada en la descomposición de 2,4-D bajo luz solar simulada en un diseño de experimentos Box-Behnken cuantificando el abatimiento de concentración del contaminante, la disminución de carbono orgánico total y la liberación de iones cloruros. Contribuciones y conclusiones: Se obtuvieron los sólidos de ZnO-Co sintetizados vía sol-gel determinando por DRX la fase cristalina wurtzita, las reflexiones correspondientes al Co no se observan debido al bajo porcentaje incorporado; sin embargo, la cantidad de Co incorporado, se determinó por AAS obteniendo valores menores a los esperados. La incorporación de Co en pequeñas cantidades favorece la actividad fotocatalítica del ZnO bajo luz solar simulada al disminuir la distancia de los bordes de banda provocando un menor valor de energía de banda prohibida, además de una minimización en la recombinación del par electrón/hueco. Los mejores resultados acorde al diseño de experimentos indican que el catalizador con un porcentaje teórico de 0.055% a 1.0 g/L presenta una mejor actividad fotocatalítica, con 100% de degradación, 99.9% de liberación de iones cloruros y 35.20% de mineralización de una concentración de contaminante de 10 mg/L. El semiconductor con un porcentaje teórico de 0.055% de Co tuvo mejores resultados bajo luz solar simulada, superando la actividad de ZnO sin modificar al alcanzar 100% de degradación y 37% de mineralización contra 89% y 35% del ZnO