Tartrazine degradation by supported TiO2 on magnetic particles

Abstract

Magnetic beads were obtained by dropping a solution of sodium alginate containing magnetite particles into a CaCl2 solution. TiO2 anatase particles were synthetized by a sol-gel method at low temperature (75 °C), and were supported on magnetic beads to obtain the magnetic photocatalyst, MC. Magnetite particles and magnetic photocatalyst were characterized by nitrogen adsorption (BET, surface area), their morphology observed by scanning electronic microscopy (SEM) and TiO2 phase was analyzed by means of Raman spectroscopy. The photocatalytic activity of MC was evaluated on tartrazine degradation, highly used in food industry, at two different concentrations. Finally, MC stability was evaluated by reusability assays in several subsequent cycles. Results showed a good photocatalytic response for tartrazine degradation, especially at low concentration, easy recuperation and appropriate perform in the reusability of MC.

En el presente trabajo se han obtenido perlas magnéticas mediante la adición de una solución de alginato de sodio conteniendo partículas de magnetita a una solución de CaCl2, las cuáles fueron utilizadas como soporte de TiO2. Las partículas de TiO2 en fase anatasa, obtenidas por el método sol-gel a baja temperatura (75 °C), fueron soportadas en las perlas magnéticas para obtener el fotocatalizador magnético, CM. La superficie específica BET del núcleo de magnetita y el fotocatalizador magnético fueron obtenidas por adsorción de N2, la morfología de las partículas fueron observadas por microscopía electrónica de barrido (SEM) y la fase TiO2 fue analizada mediante espectroscopía Raman. La actividad fotocatalítica de CM fue evaluada en la degradación del colorante tartrazina, muy utilizado en la industria alimenticia, a dos concentraciones diferentes. Finalmente, la estabilidad del catalizador fue evaluada mediante ensayos de la re-usabilidad en varios ciclos posteriores. Los resultados mostraron que la fase anatasa soportada en las partículas magnéticas presentan buena actividad fotocatalítica en la de degradación de tartrazina, principalmente cuando la concentración del colorante es baja, y que pueden ser fácilmente recuperados y re-utilizados en varios ciclos con una moderada pérdida en la eficiencia fotocatalítica.