Fotoánodos modificados con óxido de grafeno reducido para mejorar el rendimiento fotoelectrocatalítico de B-TiO2 bajo luz visible

  • Andrés Fabián Gualdrón-Reyes Centro de Investigaciones en Catálisis (CICAT)
  • Angel M. Meléndez Centro de Materiales y Nanociencias - CMN, Universidad Industrial de Santander - UIS http://orcid.org/0000-0002-5166-1840
  • Martha Eugenia Niño-Gómez Centro de Investigaciones en Catálisis (CICAT) Centro de Materiales y Nanociencias (CMN), Universidad Industrial de Santander, Piedecuesta, Santander, Colombia
  • Vicente Rodríguez-González División de Materiales Avanzados, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, San Luis Potosí, México
  • María Isabel Carreño-Lizcano Centro de Investigaciones en Catálisis (CICAT)

Resumen

Se investiga el efecto del contenido de óxido de grafeno reducido (rGO) en películas de TiO2 modificadas con boro sobre su actividad fotocatalítica en la oxidación de fenol. Fotoánodos modificados de TiO2 activos a la luz visible fueron preparados incorporando hojas de grafeno en la reacción sol-gel de B-TiO2, seguido por el depósito de los productos de la reacción sobre láminas de acero inoxidable 304 por la técnica dip-coating. Las películas delgadas obtenidas por síntesis sol-gel in-situ fueron caracterizadas por FESEM, GIXRD y espectroscopia de reflectancia difusa UV-vis. La observación por FESEM mostró películas agrietadas debido al estrés mecánico generado por la evaporación del solvente. Los resultados de GIXRD mostraron que el boro en las películas inhibe el tamaño de los cristalitos. Comparando con el TiO2, el dióxido de titanio modificado presentó un desplazamiento de la banda de energía prohibida hacia el rojo. Las mediciones de polarización anódica potenciodinámica mostraron que la incorporación de grafeno mejora el transporte de electrones fotogenerados dentro de las películas compuestas incrementando así la fotocorriente. Estas mejoras se explican en base a la habilidad del grafeno para facilitar la separación de portadores de carga, transfiriendo los electrones fotogenerados desde la película iluminada de B-TiO2 hasta el sustrato. La película compuesta B-TiO2/rGO obtenida a partir de la solución con 0.03 % p/v de boro y 3 % p/v de grafeno presentó la fotocorriente más alta, la cual fue 30 veces mayor comparada con la fotocorriente de la película de TiO2.

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Publicado
2015-11-18
Cómo citar
Gualdrón-Reyes, A. F., Meléndez, A. M., Niño-Gómez, M. E., Rodríguez-González, V., & Carreño-Lizcano, M. I. (2015). Fotoánodos modificados con óxido de grafeno reducido para mejorar el rendimiento fotoelectrocatalítico de B-TiO2 bajo luz visible. Revista De La Academia Colombiana De Ciencias Exactas, Físicas Y Naturales, 39, 77-83. https://doi.org/10.18257/raccefyn.252
Sección
Suplemento 2015 AIL