Evaluación de la actividad fotocatalítica de nanoestructuras de T-Nb2O5 obtenidas por el método sol-gel

Antecedentes: La fase T del pentoxido de niobio (Nb 2 O 5 ) absorbe energia en la region del ultravioleta lo que lo hace un material promisorio en aplicaciones fotocataliticas. Objetivo: En este trabajo se sintetizo, caracterizo y evaluo la actividad fotocatalitica, en la degradacion de Rodamina B, del T-Nb 2 O 5 . Metodologia: Las muestras fueron preparadas por el metodo sol-gel siguiendo dos procedimientos diferentes (NH 4 OH y H 2 O); los materiales fueron sinterizados a temperaturas de 650 °C y 750 °C y caracterizados por DRX, MEB y espectroscopias IR e UV-vis. Resultados: El NH 4 OH modifica el tamano cristalino, la energia de banda gap y la porosidad del T-Nb 2 O 5 , ademas inhibe el crecimiento de nanoparticulas de Nb 2 O 5 en el proceso sol-gel, por lo tanto se ve modificada la cinetica para la degradacion de Rodamina B. La actividad fotocatalitica de las nanoestructuras es dominantemente determinada por el equilibrio de absorcion y la cinetica de la reaccion. Conclusion: Los resultados de caracterizacion estructural, morfologica, vibracional y optica permiten inferir que se obtuvo la cristalizacion del T-Nb 2 O 5 y que a 750 °C el material exhibio una mayor eficiencia en la actividad fotocatalitica. Palabras clave: caracterizacion, catalizador, fotocatalisis, pentoxido de niobio, sol-gel. Abstract Background: T phase of Niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ) absorbs energy in the ultraviolet region which makes it a promissory material in photocatalytic applications. Objective: In this work the T-Nb 2 O 5 was synthesized, characterized and its photocatalytic performance for degradation of Rhodamine B was evaluated. Methods: The samples were made by the sol-gel method following two different procedures (NH 4 OH and H 2 O); the materials were sintered at 650 °C and 750 °C temperatures and later characterized by XRD, SEM, IR and UV-vis spectroscopy. Results: NH 4 OH modifies the T-Nb 2 O 5 crystalline size, band-gap energy, and porosity, besides inhibiting the growth of Nb 2 O 5 nanoparticles in sol-gel process, and therefore the kinetics for Rhodamine B degradation are modified. The photocatalytic activity of the nanostructures is dominantly determined by adsorption equilibrium and reaction kinetics. Conclusions: The results of structural, morphological, vibrational and optic characterization allow to conclude that the crystallization of T-Nb 2 O 5 was achieved, and that the material treated at 750°C showed an increased efficiency in the photocatalytic activity. Key words : characterization, catalyst, photocatalysis, niobium pentoxide, sol-gel. Resumo Antecedentes: A fase T do pentoxido de niobio (Nb₂O₅) absorve energia na regiao do ultravioleta tornando-se um material promissor para aplicacoes cataliticas. Objectivo: Neste estudo foi sintetizado, caracterizar e avaliar a actividade fotocatalitica na degradacao de Rodamina B, o T-Nb2 O5 . Metodologia: As amostras foram preparadas pelo metodo de sol-gel, seguindo dois procedimentos diferentes: (NH4 OH e H2 O). Finalmente as amostras foram sinterizados a temperaturas de 650 °C e 750 °C para logo ser caracterizadas por: DRX, SEM e espectroscopia de IV e UV-VIS. Resultados: O uso do NH4 OH modifica o tamanho dos cristalitos, a energia da banda e a porosidade do T-Nb2 O5 , tambem inibe o crescimento de nanoparticulas Nb2 O5 no processo sol-gel, por conseguinte, a cinetica de degradacao de Rodamina B. A e modificado. Conclusao: Os resultados da caracterizacao estrutural, morfologica, vibracional e optico permitem inferir que foi obtido a cristalizacao da T-Nb2 O5. Assim, as amostra em 750 °C apresentam uma maior eficiencia na actividade fotocatalitica. Palavras-chave: caracterizacao, catalisador, fotocatalise, pentoxido de niobio, sol-gel.