Actividad fotocatalìtica de TiO2 decorado con materiales 2D (grafeno y MoS2)

Abstract

Introducción: La industria textil es una de las industrias más contaminantes del medio ambiente en la actualidad, solamente después de la industria petrolera. El impacto al medio ambiente de esta industria trae consigo aguas residuales con una carga contaminante alta, la cual es consecuencia de los tintes utilizados en esta industria. El TiO2 surge como una solución a la degradación de estos contaminantes, sin embargo; debido a su baja absorción de la luz visible su implementación ha sido muy poca, es por esto por lo que el acompañamiento de este material con grafeno o disulfuro de molibdeno, materiales muy interesantes debido a sus peculiares características, para aumentar el rendimiento de su degradación y ampliar su absorción en la luz visible son temas de actualidad. Objetivo: Estudiar las propiedades morfológicas, estructurales, optoelectrónicas y la composición de materiales compuestos de TiO2/G y TiO2/MoS2 y evaluar su actividad fotocatalítica en el espectro de luz UV y en el visible. Metodología: Se sintetizaron materiales compuestos con una matriz de TiO2 y decorados con grafeno y MoS2 para posteriormente caracterizarlos mediante: espectroscopías Raman, UV- vis y PL, XRD, XPS y SEM. Así mismo los materiales fueron sometidos a pruebas de fotodegradación del colorante azul de metileno. Resultados: Las pruebas de fotodegradación mostraron una gran cantidad de resultados inesperados de carácter errático asociados a una falta de control durante la síntesis de las muestras y las pruebas de fotodegradación, por lo que replantear las metodologías para la síntesis y pruebas de degradación fue necesario para seguir con el trabajo. Estas nuevas muestras sintetizadas mostraron resultados más acordes a lo esperado y lo reportado en la literatura siendo el material de P25/MoS2 el que mejor desempeño tuvo en la degradación de azul de metileno, degradando hasta casi un 16% de este colorante en 240 minutos bajo luz visible, casi el doble del P25 puro; sin embargo, el material P25/Grafeno fue la muestra con el porcentaje de degradación más bajo, de tan solo 8.5%, incluso menor que el P25 puro el cual incluso para irradiación bajo luz visible alcanzó un porcentaje de degradación de un 9.25%. Conclusiones: La incorporación del disulfuro de molibdeno al dióxido de titanio logró mejorar la activación de este material bajo irradiación de luz visible lo suficiente para lograr degradar casi 2 veces más que el dióxido de titanio solo; sin embargo, el grafeno no mostró los resultados esperados y reportados en trabajos anteriores, probablemente debido a que el material usado no era recién sintetizado y/o contenía impurezas.