Resumen de Relationship between morphology, porosity, and the photocatalytic activity of TiO2 obtained by sol–gel method assisted with ionic and nonionic surfactants

Sofía Estrada Flores, Antonia Martínez Luévanos, Catalina María Perez Berumen, Luis Alfonso García Cerda, Tirso Emmanuel Flores Guia

• español

  En este estudio se investiga sobre la relación entre la morfología, la porosidad y la actividad fotocatalítica de muestras de TiO2 fase anatasa sintetizadas por el método sol-gel modificado, usando dos surfactantes iónicos como el dodecilsulfato sódico (SDS, por sus siglas en inglés) y el bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB, por sus siglas en inglés), y un surfactante no iónico (polietilenglicol [PEG]); con fines de comparación, también se sintetizó una muestra de TiO2 fase anatasa sin utilizar surfactantes (muestra NS). Adicionalmente, las actividades fotocatalíticas de las diferentes muestras de anatasa fueron investigadas a través de experimentos de adsorción y fotodegradación de azul de metileno. Los resultados obtenidos indicaron que el área superficial específica de las diferentes muestras de anatasa incrementó con el tamaño de poro, y el orden fue: SDS>NS>CTAB>PEG. La adsorción y fotodegradación de azul de metileno por las diferentes muestras de anatasa incrementaron en este mismo orden. La morfología esférica y la mesoporosidad de las nanopartículas de la muestra SDS permitieron mejorar la absorción de luz en la región visible. La muestra de anatasa SDS presentó un valor bajo de band gap (2,97eV), el área superficial específica más alta (138,72m2/g), y la mayor actividad fotocatalítica.

• English

  In this study, the relationship between morphology, porosity, and the photocatalytic activity of the anatase phase of TiO2 was investigated. The synthesis of anatase samples was carried out by a modified sol–gel method, using two ionic surfactants (sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)), and polyethylene glycol (PEG) as a nonionic surfactant, or no surfactant (NS). In addition, the photocatalytic activities of the anatase samples were investigated through adsorption experiments and photodegradation using methylene blue. The experimental results showed that the specific surface area of anatase samples increased as the pore size increased, following the order SDS>NS>CTAB>PEG, and the adsorption and photodegradation of methylene blue by the anatase samples increases in the same order. The spherical morphology and porosity of the mesoporous nanoparticles of the SDS sample improved the absorption of light in the visible region. The anatase sample SDS had a low band gap value (2.97eV), the highest specific surface area (138.72m2/g), and showed the highest photocatalytic activity.