Efecto del contenido de titanio en óxidos mixtos como fotocatalizadores de colorantes azoicos

Abstract

Se desarrollaron y sintetizaron niobatos de potasio parcialmente sustituidos con titanio, KNbXTi1-XO3 (x=1, 0.8, 0.6, 0.5) con estructura tipo perovskita, el mediante método de citrato. La sustitución parcial del catión B permite extender la respuesta de la luz y mejora la actividad fotocatalítica. Los materiales se caracterizaron mediante técnicas físico-químicas: Difracción de Rayos X, Espectroscopía de Reflectancia Difusa UV-Vis, y área superficial específica. Su desempeño fotocatalítico se evaluó en la degradación de un colorante azoico representativo, naranja de metilo. Para las perovskitas sustituidas con titanio se observó una ligera disminución en los valores de band-gap en comparación con el KNbO3 no sustituido. Después de 240min bajo irradiación, la eficiencia de la decoloración en los ensayos con naranja de metilo alcanzó valores superiores al 65%. El mayor desempeño fotocatalítico en la decoloración del naranja de metilo fue para el KNb0.6Ti0.4O3 y se atribuyó a la disminución en el valor de band-gap, el tamaño del cristal y la estructura de perovskita cristalina, lo que permitiría desarrollar una estrategia simple para sintetizar materiales fotocatalíticos activos.Partially titanium-substituted potassium niobates, KNbX Ti1-XO3 (x=1, 0.8, 0.6, 0.5), with a perovskite-like structure were developed and synthesized by the citrate method. Partial substitution of the B cation extends light response and enhances photocatalytic activity. The materials were characterized using physicochemical techniques: X-ray Diffraction, UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy, and specific surface area analysis. Their photocatalytic performance was evaluated for the degradation of a representative azo dye, methyl orange. For titanium-substituted perovskites, a slight decrease in band-gap values was observed compared to unsubstituted KNbO3 . After 240 min under irradiation, the decolorization efficiency in the methyl orange assays reached values above 65%. The highest photocatalytic performance in methyl orange decolorization was for KNb0.6Ti0.4O3 and was attributed to the decrease in band-gap value, crystal size and crystalline perovskite structure, which would allow developing a simple strategy to synthesize active photocatalytic materials.