AFA. Tesis y Trabajos de Grado
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Examinando AFA. Tesis y Trabajos de Grado por Autor "Medina Ramírez, Rosa Elena"
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- PublicaciónAcceso abiertoPreparación y caracterización de dióxido de titanio dopado con cromo para aplicaciones fotocatalíticas(Universidad del Tolima, 2021) Medina Ramírez, Rosa ElenaRecientemente, el método de la fotocatálisis ha sido un área de investigación activa como una solución prometedora para degradar agentes contaminantes en el agua. El dióxido de titanio (TiO2) es el semiconductor más adecuado para las aplicaciones fotocatalíticas debido a su alto potencial de oxidación y a su gran eficacia cuando es radiado por la luz ultravioleta (UV). No obstante, debido a su amplia energía de banda prohibida (3.2 eV), la activación se alcanza en un intervalo de la luz UV, que conforma menos del 10% de la energía solar. Con el fin de obtener un semiconductor con una energía menor de 3.2 eV se prepararon películas delgadas de TiO2 sin dopar y dopadas con cromo (Cr) mediante la técnica de sol gel. El presente trabajo se centra en el crecimiento de películas delgadas de TiO2 dopadas con cromo con el objetivo de ser aplicadas en la degradación fotocatalítica. La solución utilizada para crear la película fue preparada por el método sol gel utilizando isopróxido de titanio (IV), etanol, ácido nítrico (HNO3) y agua desionizada. La solución coloidal resultante se depositó sobre un sustrato de vidrio mediante la técnica de recubrimiento por inmersión. Para eliminar los disolventes y el agua restantes, los recubrimientos fueron secados en una en una mufa a 250°C. Finalmente las muestras se trataron térmicamente durante una hora a 450°C para obtener la estructura cristalina de la fase anatasa. Se utilizó el cloruro hexahidrato de cromo (III) (CrCl3-6H2O como fuente de iones de cromo y fue incorporada a la solución coloidal. Se hicieron tres diferentes soluciones en función del porcentaje de dopante. El análisis de espectroscopia de rayos X por dispersión (EDS) confirmó que los elementos Ti, O y Cr están presentes en la muestra. Los patrones de difracción de rayos X mostraron que todas las películas son policristalinas con estructura de anatasa y que el tamaño de los cristalitos disminuye con el dopaje de cromo. Los espectros Raman de la fase anatasa son claramente visibles para todas las muestras. El dopaje del TiO2 con Cr dio lugar a una disminución de la energía de banda prohibida del TiO2 y también a la reducción de la tasa de recombinación electrón-hueco fotogenerada. La actividad fotocatalítica de las películas delgadas se determinó después de 1, 2, 3, 4 y 5 h al colorante naranja de metilo (NM) bajo luz UV. Según los resultados obtenidos, las películas delgadas de TiO2 dopadas con Cr tienen mayor actividad fotocatalítica que la película delgada de TiO2 sin dopar. Se calculó el porcentaje de degradación fotocatalítica del naranja de metilo (NM), en donde la película con mayor contenido de cromo (TiO2-Cr10) alcanzó el 66,5%, tras 5 horas de radiación UV.
