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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2754| Nanocompuestos fotocatalíticos a partir de zeolitas sintéticas Photocatalytic nanocomposites from synthetic zeolites | |
| Oscar Eugenio Jaime Acuña | |
| Oscar Raymond Herrera | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Nanocompuestos fotoactivos, Nanopartículas cuaternarias, Zeolitas, Fotocatálisis UV y Solar | |
| La fotocatálisis heterogénea es, hoy por hoy, una de las aplicaciones fotoquímicas que más interés ha despertado entre la comunidad industrial y científica internacional. La fotocatálisis heterogénea juega un importante papel, entre otros, en el tratamiento de mezclas complejas de contaminantes del medio ambiente, generados por la industria, por lo que el desarrollo de fotocatalizadores constituye un claro ejemplo de tecnología sostenible. Este trabajo reporta la síntesis controlada y estandarizada en un solo paso de nanocompuestos fotocatalíticos basados en zeolitas tipo mordenita (MOR) conformados por nanopartículas semiconductoras (de oxisulfuros de Zn y/o Cd) integradas a los cristales nanoestructurados de mordenita homogéneamente dispersas. La caracterización detallada, tanto de la composición química, morfología y estructura cristalina de los nanocompuestos fue realizada. La difracción de rayos X mostró el crecimiento de mordenita de alta cristalinidad. Las microscopías electrónicas mostraron una morfología de granos en forma de discos con un empaquetamiento de cristalitas en forma de agujas crecidas en la dirección (001). Mediante la espectroscopia de emisión de plasma y la espectroscopia fotoelectrónica de rayos X se confirmó la naturaleza cuaternaria de las nanopartículas semiconductoras en base a Zn y Cd con estequiometria del tipo CdxZnySδOγ con una estructura cristalina cúbica abierta del tipo 43m F con parámetro a = 8.33 Å. El tipo y forma del acoplamiento de las nanopartículas en la superficie de la mordenita fue establecido por la técnica de microscopia electrónica de transmisión de alta resolución revelando que las nanopartículas crecen fuertemente arraigadas y orientadas en la dirección pl_112 forzada por los planos de oxígeno de la superficie zeolítica. Por otro lado, se presenta una discusión detallada de las propiedades ópticas, espectrales y vibracionales tanto de las nanopartículas como del compuesto semiconductor-zeolita, demostrándose las potencialidades fotoactivas de los nanocompuestos sintetizados. Para la evaluación fotocatalítica se construyó un fotorreactor y se estableció la metodología para la degradación de colorantes, bajo radiación UV y solar simulada, empleando la técnica de cromatografía líquida. Los resultados obtenidos a partir de la degradación del colorante rojo ácido 114 (AR114), demuestran que los nanocompuestos poseen alta capacidad fotocatalítica la cual, comparada con la de fotocatalizadores comerciales y lo reportado en la literatura científica bajo condiciones similares de evaluación, ratifica la competitividad de los materiales desarrollados The heterogeneous photocatalysis is one of the photochemical applications which has great interest among international industrial and scientific community. The heterogeneous photocatalysis plays an important role, among others, in the treatment of complex mixtures of environmental pollutants generated by the industry, so the development of photocatalysts is a clear example of sustainable technology. This work reports the controlled and standardized one-step synthesis of photocatalytic nanocomposite based on zeolites like mordenite-type (MOR) formed by semiconductor nanoparticles (Zn and/or Cd oxysulphides) integrated homogeneously and well dispersed onto mordenite crystals. Detailed characterization of chemical composition, morphology and the crystalline structure was carried. The XRD showed the growth of highly crystalline mordenite. Electronic microscopy showed the grain morphology into disks with a needle-shaped crystallite packing grown in the direction (001). By plasma emission spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy the quaternary nature of the semiconductor nanoparticles based on Zn and Cd is confirmed with stoichiometry CdxZnySδOγ in a wide-open cubic crystal structure with a = 8.33 Å as parameter. The type and form of the coupling nanoparticles on the surface of the mordenite was established by high-resolution transmission electron microscopy which reveals that the nanoparticles grow strongly attached and oriented in the direction pl_112 forced by the oxygen planes of the zeolite surface. Moreover, a detailed discussion of optical, spectral and vibrational properties both of the semiconductor nanoparticles as the semiconductor-zeolite compound was realized, demonstrating the photoactive behavior and potentials of the synthesized nanocomposites. For the photocatalytic evaluation, a photoreactor was constructed. The methodology for degradation of dyes (under simulated solar and UV radiation) and the analysis of the degradation residues was established using the liquid chromatography. The obtained results from the degradation of the acid red 114 dye (AR114), have shown the high photocatalytic capacity of the nanocomposites which, compared with commercial photocatalysts and their reports in the literature under similar evaluation, confirms the competitiveness of the developed materials in this work | |
| CICESE | |
| 2014 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Jaime Acuña, O.E.2014.Nanocompuestos fotocatalíticos a partir de zeolitas sintéticas.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.68 pp. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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