Síntesis y Caracterización de Nanotubos de TiO Doblados con Hierro (Fe/TiNTs) con Actividad Fotocatalítica
Autores: Qattali, S. Mohd. Yonos; Nasir, Jamal; Pritzel, Christian; Kowald, Torsten; Sakalli, Yilmaz; Moni, S. M. Fuad Kabir; Schmedt auf der Günne, Jörn; Wickleder, Claudia; Trettin, Reinhard H. F.; Killian, Manuela S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Uno de los desafíos globales más significativos para los humanos es la contaminación ambiental. La tecnología para controlar este problema es la utilización de semiconductores como fotocatalizadores. En el estudio actual, se sintetizaron nanotubos de titania dopados con hierro (Fe/TiNTs) con un efecto fotocatalítico aumentado a través de un método hidrotermal modificado. Los productos fueron caracterizados por difracción de rayos X en polvo, microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión (TEM), adsorción de gas, resonancia paramagnética electrónica (ESR) y espectroscopía de reflectancia difusa UV-Vis (DRS). Los resultados de TEM indicaron que los Fe/TiNTs tienen una estructura tubular y uniforme con un diámetro exterior promedio de 23-48 nm y una longitud de 10-15 um. ESR y DRS revelaron que los iones Fe se introdujeron con éxito en la estructura de TiNT al reemplazar los iones Ti. Una absorción de luz mejorada en el rango de 400-600 nm indicó adicionalmente un dopaje exitoso. La banda prohibida se estrechó a medida que se aumentó el porcentaje en peso de hierro. La actividad fotocatalítica se evaluó mediante la degradación de naranja de metilo (MO) en presencia de Fe/TiNTs y TiTNs, monitoreando la degradación de MO bajo irradiación de luz UV. Se observó una aceleración en la hidratación del cemento Portland en presencia de 2.0 % en peso de Fe/TiNTs. Los Fe/TiNTs pueden ser utilizados como un nanomaterial en materiales de construcción a base de cemento para proporcionar propiedades autolimpiantes a la superficie del concreto incluso en entornos interiores.
Descripción
Uno de los desafíos globales más significativos para los humanos es la contaminación ambiental. La tecnología para controlar este problema es la utilización de semiconductores como fotocatalizadores. En el estudio actual, se sintetizaron nanotubos de titania dopados con hierro (Fe/TiNTs) con un efecto fotocatalítico aumentado a través de un método hidrotermal modificado. Los productos fueron caracterizados por difracción de rayos X en polvo, microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión (TEM), adsorción de gas, resonancia paramagnética electrónica (ESR) y espectroscopía de reflectancia difusa UV-Vis (DRS). Los resultados de TEM indicaron que los Fe/TiNTs tienen una estructura tubular y uniforme con un diámetro exterior promedio de 23-48 nm y una longitud de 10-15 um. ESR y DRS revelaron que los iones Fe se introdujeron con éxito en la estructura de TiNT al reemplazar los iones Ti. Una absorción de luz mejorada en el rango de 400-600 nm indicó adicionalmente un dopaje exitoso. La banda prohibida se estrechó a medida que se aumentó el porcentaje en peso de hierro. La actividad fotocatalítica se evaluó mediante la degradación de naranja de metilo (MO) en presencia de Fe/TiNTs y TiTNs, monitoreando la degradación de MO bajo irradiación de luz UV. Se observó una aceleración en la hidratación del cemento Portland en presencia de 2.0 % en peso de Fe/TiNTs. Los Fe/TiNTs pueden ser utilizados como un nanomaterial en materiales de construcción a base de cemento para proporcionar propiedades autolimpiantes a la superficie del concreto incluso en entornos interiores.