Efecto del espesor de películas de TiO2 en la oxidación fotocatalítica de agua y metanol

Abstract

Los procesos fotocatalíticos como la hidrólisis del agua (water splitting) y la oxidación de compuestos orgánicos han sido objeto de gran interés, ya que permiten producir hidrógeno aprovechando la energía de la luz solar. En este contexto uno de los fotocatalizadores más empleados es el TiO2, que generalmente se deposita en forma de películas, sobre un substrato conductor, y su espesor tiene relación directa con el curso de la fotocatálisis. Así pues, con el propósito de analizar el efecto del espesor en los procesos de water splitting y oxidación de metanol, se sintetizaron películas de TiO2 con la técnica de spin-coating, conformadas por 1, 5, 10, 15 y 20 deposiciones sucesivas de pasta de TiO2. Posteriormente, su espesor fue determinado mediante un análisis SEM y los fotocatalizadores resultantes fueron caracterizados electroquímicamente, mediante pruebas CA y LSV. Los resultados, sugieren que el espesor influye en el aumento de la densidad de corriente, relacionada con la producción de hidrógeno debida a la oxidación del agua y el metanol. También, este incremento dado por el aumento en el espesor, es más alto en la oxidación de metanol que en water splitting. Además, el estudio de la degradación de metanol en el tiempo permite establecer que la fotocatálisis confirma ser un método alternativo para degradar contaminantes orgánicos y producir energía simultáneamente.

"The photocatalytic processes as water splitting and oxidation of organic compounds, have been object of great interest because they allow to produce hydrogen by taking advantage of sunlight. In this context, a commonly used photo catalyst is the TiO2. Generally, a conductive substrate as FTO glass is covered with TiO2, a layer is formed and its thickness has a straight relationship with the photo catalysis. Thus, with the purpose of analyze the effect of film thickness in water splitting processes and methanol oxidation, TiO2 films were synthetized using the spin coating technique. Those films, were formed by 1,5, 10, 15 and 20 successive depositions of TiO2 nanoparticles. Then, their thickness was determined by a SEM analysis and their electrochemical performance was assessed by CA (chronoamperometry) and LSV (linear sweep voltammetry) analysis. The results suggest that thickness has influence in current density, which is related with hydrogen production by water and methanol oxidation. Also, this increase given by the rise in thickness, is higher in methanol oxidation than in water splitting. Also, the study of methanol degradation in time confirms to be an alternative method to degrade organic compounds and produce energy simultaneously."--Tomado del Formato de Documento de Grado.