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SINTESIS Y CARACTERIZACION DE DIOXIDO DE TITANIO DOPADO CON HIERRO PARA EL MEJORAMIENTO DE SUS PROPIEDADES ELECTRICAS.

 
INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):
NOMBRE
DEDICACIÓN

Jheison Alexánder Restrepo Ortiz

0 horas

 
CODIGO CIE

JIS9-15-1

NOMBRE DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN FOTOCATÁLISIS Y ESTADO SÓLIDO

INTEGRANTES DEL PROYECTO
NOMBRE
TIPO
DEDICACIÓN

Hoover Albeiro Valencia Sanchez

Docente

0 Horas

 
TIPO DE CONVOCATORIA

2015. Jóvenes Investigadores En Alianza Sena

TIPO DE PROYECTO

Desarrollo Tecnológico Y Experimental

OBJETIVO(S)

Objetivo general: Sintetizar dióxido de titanio dopado con hierro usando el método de Pechini como método de síntesis. Objetivos específicos: 1) Evaluar la cantidad máxima de hierro que puede ser dopado en la estructura de dióxido de titanio, sin que se generen diferentes fases. 2) Caracterizar las estructuras cristalinas obtenidas a través de Difracción de Rayos X (DRX). 3) Evaluar la actividad de los compuestos dopados mediante la degradación de un compuesto orgánico y compararla con la actividad de TiO2 en su forma anatasa. 4) Reconocer la relación TiO2/Fe con actividad fotocatalítica.

RESUMEN

En este trabajo se llevó acabo la síntesis a través del método de Pechini de solidos semiconductores de dióxido de titanio de la forma Ti1-xO2-y:Fex dopados con fracciones molares de hierro de 0.1;0.2;0.4; 0.6 y 0.8 respectivamente, modificándose sus propiedades ópticas debido a un color rojo claro que se fue intensificando mientras más alta fue su fracción de dopaje de hierro en la estructura cristalina. Se analizaron los compuestos sintetizados por difracción de rayos X (DRX), estableciéndose que hasta el compuesto Ti0.8O1.9:Fe0.2 se presentó una sola fase cristalina similar a la del TiO2, sin alterar su forma anatasa-rutilo original (sin dopar). Apartir de las fracciones molares de 0.2 se vio alterada la estructura cristalina del compuesto, generando fases diferentes y convirtiendo los compuestos sintetizados en co-catalizadores, como el compuesto Ti0.6O1.8:Fe0.4 que presento una fase cristalina extra de FeO5Ti2 y los dopajes de fracciones mayores (0.6 y 0.8) presentaron fases de FeO5Ti2 y FeO3Ti. La actividad fotocatalítica de los compuestos sintetizados se evaluó en la reacción de degradación del colorante azul de metileno bajo irradiación ultravioleta cercana, lejana y visible, utilizándose un reactor de luz negra, ultravioleta y luz blanca respectivamente. El Dióxido de titanio sin dopar tuvo un mayor porcentaje de degradación bajo luz visible y luz ultravioleta lejana con respecto a los compuestos dopados con hierro, una razón puede ser que los fotones emitidos por estas lámparas fueron utilizados por los fotocatalizadores en transiciones o reacciones de óxido-reducción que en lugar de mejorar, disminuyeron la actividad fotocatalica de los compuestos, por el contrario, en la degradación bajo luz negra, los sólidos dopados Ti0.9O1.95:Fe0.1 , Ti0.8O1.9:Fe0.2 y Ti0.6O1.8:Fe0.4 superaron el porcentaje de degradación del TiO2 sin dopar , siendo el Ti0.9O1.95:Fe0.1 el semiconductor que más porcentaje de degradación tuvo en esta lámpara con un 34% de degradación con respecto al 13% de degradación del TiO2, la explicación puede estar en la transición cercana a los 400 nm que proviene de la excitación de los electrones 3d del Fe3+ a la banda de conducción del TiO2, dada por una transición de transferencia de carga entre el Fe3+ dopado y la estructura del TiO2, permitiendo que se genere un mayor aporte de electrones a la hora de degradar el colorante con respecto al TiO2 original. Por el contrario los compuestos dopados -Ti(0.4)O1.7:Fe(0.6) y Ti(0.2)O1.6:Fe(0.8) presentaron una baja actividad de degradación fotocatalítica tal vez por su gran capacidad de adsorción, interfiriendo a la hora de degradar el azul de metileno.

ESTADO

Concluido

FECHA DE INICIO

01/09/2016

FECHA DE FINALIZACION

01/03/2017

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