Ibuprofen degradation under led visible light, using self doped carbon mesoporous TiO2

Abstract

Nanopartículas de TiO2 se obtuvieron de un método simple de síntesis sol-gel. Los sólidos sintetizados se caracterizaron por XRD, espectroscopía UV-Vis DR, adsorción-desorción con N2 y TEM. Los estudios permitieron confirmar la naturaleza mesoporosa de todas las muestras y la existencia de una fase cristalina que consiste en anatasa pura. Como no se usó un agente molde durante la síntesis, no fue necesario someter los catalizadores a tratamientos finales con altas temperaturas. Sin embargo, se estudió el efecto de la temperatura de calcinación sobre el rendimiento fotocatalítico de los materiales, en términos de la degradación del ibuprofeno (IBF) en solución acuosa bajo luz LED visible. Se confirmó que la ausencia de calcinación permite que el sólido permanezca auto-dopado con especies de carbono, que provienen de la misma fuente utilizada para el titanio, y sería responsable de la absorción hacia las longitudes de onda correspondientes al rango visible del espectro. Además, podría determinarse que a 200 ° C mejora la actividad fotocatalítica, ya que la recombinación positiva electrón / agujero se retrasa y entra más carbono en la matriz. De esta manera, se especificaron las condiciones óptimas para obtener un material mesoporoso capaz de ser activado bajo luz visible.

TiO2 nanoparticles were obtained from a simple sol-gel synthesis method. The synthesized solids were characterized by XRD, UV-Vis DR spectroscopy, N2 adsorption-desorption, and TEM. The studies allowed confirming the mesoporous nature of all samples and the existence of a crystalline phase consisting of pure anatase. Since a template agent was not used during the synthesis, it was not necessary to subject the catalysts to final treatments with high temperatures. However, the effect of calcination temperature on the photocatalytic performance of the materials was studied, in terms of the degradation of Ibuprofen (IBF) in aqueous solution under visible LED light. It was confirm that the absence of calcination allows the solid to remain self-doped with carbon species, which come from the same source used for titanium, and would be responsible for absorption towards wavelengths corresponding to the visible range of the spectrum. In addition, it could be determined that at 200 ° C the photocatalytic activity improves, since the positive electron / hole recombination is delayed and more carbon enters the matrix. In this way, the optimal conditions for obtaining a mesoporous material capable of being activated under visible light were specified