Síntesis, caracterización de materiales nanoestructurados de TiO2@PCN y su aplicación en reacciones de reducción fotocatalítica con luz visible

En los últimos años ha crecido un enorme interés en la síntesis de materiales compuestos TiO₂/nitruro de carbono polimerizado (PCN) debido a la generación de heterouniones con mayor actividad fotocatalítica y capacidad de absorber luz visible. En este trabajo se explora la síntesis y caracterización de materiales compuestos TiO₂@PCN a partir de la impregnación con urea de titania nanoparticular sintetizada por sol-gel (T/U) y plantillas nanoestructuradas de TiO₂ (nanorods (NR/U) y nanohojas facetadas (001) (NH/U)), utilizándose proporciones TiO₂/Urea (1:4, 1:1 y 2:1). Estos materiales se caracterizaron mediante una estrategía multitécnica (XRD, XPS, HR-TEM, TGA/FTIR y TEM-EDS) y se evaluaron a temperatura ambiente con la ayuda de un set de LEDs de 420 nm en la degradación de fenol, la reducción de nitrobenceno (NB) y la producción de H₂O₂. Inicialmente, los análisis DRX revelaron que los materiales NR mostraron anatasa como la principal fase cristalina, mientras que los materiales NH presentaron, además de la estructura anatasa, la presencia de una segunda fase, identificada como Na₅Ti₃F₁₄, esto último debido probablemente a un colapso parcial de la nanoestructura. Por otro lado, los análisis de XPS evidenciaron la formación de PCN a partir de la descomposición térmica de la urea mientras que las micrografías TEM-EDS revelaron la formación de nanorods con orientación (101) y estructuras de TiO₂ con facetas (101) y (001) y presencia de nitrógeno (proveniente del PCN) homogéneamente disperso. Respecto a la actividad fotocatalítica se observó que los materiales T/U21 y NR/U11 presentan una mejora significativa en la reducción de NB y degradación de fenol, así como también se determinó que el material NH11 presentó una mayor producción de H₂O₂ con relación a los demás materiales.