Méndez-Galván, Melissa1,2; Marchiori, Leonardo3; Zuarez-Chamba, Michael1; Paiva Ferreira-Neto, Elias3; Lima Ribeiro, Sidney José3; Soler Illia, Galo J .A. A.
1 Instituto de Nanosistemas, EByN, UNSAM, San Martín, Bs. As. Argentina
2 Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, CDMX, México
3 Instituto de Química, UNESP, Araraquara, SP, Brasil
Jue 4/6 · 17:30–19:00
Sesión de pósters 2
La contaminación de cuerpos de agua y la creciente demanda de tecnologías sostenibles han impulsado el desarrollo de sistemas fotocatalíticos basados en semiconductores nanoestructurados. En este marco, este trabajo aborda el estudio de sistemas compuestos por TiO2 mesoporos nanocristalino soportado sobre nanocelulosa bacteriana, como estrategia para integrar alta área superficial, estabilidad estructural y fácil recuperación del material, favoreciendo su aplicación en procesos de remediación ambiental por fotocatálisis.
El TiO2 mesoestructurado se depositó mediante autoensamblado inducido por evaporación sobre membranas de nanocelulosa bacteriana obtenidas a partir de BC de Komagataeibacter xylinus (ATCC 53,524) secada en condiciones supercríticas. El recubrimiento se realizó por dip-coating empleando un sol de TiO2 conteniendo un agente estructurante de poros, en solución agua/etanol. Las membranas flexibls así obtenidas se sometieron a un post tratamiento de estabilización seguido de una etapa solvotermal en etanol (180 °C), analizando distintos tiempos de reacción (entre 6 y 18 h) para determinar su efecto en la cristalización y organización estructural.
Las micrografías SEM evidenciaron fibras de nanocelulosa recubiertas homogéneamente por nanopartículas de TiO2 mesoporoso, cuyo espesor y cobertura dependieron de la concentración del precursor de Ti(IV) empleado en el sol. Los patrones de DRX confirmaron la formación de la fase anatasa e indicaron la aparición de una contribución cristalina asociada a la membrana, posiblemente vinculada con la contracción de las fibras observada morfológicamente tras el tratamiento térmico.
Las propiedades ópticas, evaluadas mediante espectroscopía UV-Vis (DRS), mostraron absorción en la región UV (λ<335 nm) consistente con el band gap del TiO2 nanoestructurado. Asimismo, los estudios de adsorción de N2 corroboraron la presencia de la red mesoporosa sobre las fibras de nanocelulosa, reflejada en la variación del área superficial respecto al material prístino.
La actividad fotocatalítica se evaluó mediante la degradación de azul de metileno en un fotorreactor de membrana bajo irradiación UV-Vis con lámpara Xe-Hg de 200 W (250–600 nm). Todas las muestras mostraron actividad superior a la fotólisis y a la membrana sin modificar. Además, presentaron muy buena estabilidad y reutilización, evidenciando su potencial como sistemas fotocatalíticos autosoportados para aplicaciones ambientales sostenibles.