Estudio de las propiedades texturales y estructurales de la Titania mesoporosa con aplicaciones fotocatalíticas

Abstract

The present work reports the synthesis of mesostructured TiO2 materials by EISA method (for its acronym in English Evaporation Induced Self Assembly). The self-assembly method is a promising and attractive route for designing nanomolecular transition metal oxides with unique morphological and structural properties. In particular, the EISA method allows commercial titania photocatalyst above Degussa P25 surface areas, and increases in the pore diameter due to the evaporation rate of the solvent. For synthesis was employed cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as the structure directing agent (Structure Directing Agent) as inorganic precursors butoxide and titanium ethoxide IV, as organic solvent ethanol and nitric acid as a catalyst. Were studied as variables, the type of drying (ambient and rotary), the type of precursor (butoxide and titanium ethoxide), the calcining temperature (350 ° C and 400 ° C) and the drying rate on Rotavapor (Fast, medium and slow). An alcoholic solution of the precursor was prepared, this solution was added to the SDA and then added dropwise nitric acid, the resulting mixture was stirred for three hours, then the materials were dried and calcined. The materials obtained were characterized by N2 adsorption desorption, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy.

El presente trabajo reporta la síntesis de materiales mesoestructurados de TiO2 mediante el método EISA (por sus siglas en inglés Evaporation Induced Self Assembly). El método de autoensamblaje representa una ruta prometedora y atractiva para el diseño nanomolecular de óxidos de metales de transición con propiedades estructurales y morfológicas únicas. En particular, el método EISA permite obtener titania con áreas superficiales superiores al fotocatalizador comercial Degussa P25, así como aumentos en el diámetro de poro debido a la velocidad de evaporación del solvente. Para la síntesis fue empleado el bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como agente director de la estructura (Structure Directing Agente), como precursores inorgánicos el butóxido y etóxido de titanio IV, como solvente orgánico el etanol y el ácido nítrico como catalizador. Se estudiaron como variables, el tipo de secado (ambiente y rotavapor), el tipo de precursor (butóxido y etóxido de titanio), la temperatura de calcinación (350 °C y 400 °C) y la velocidad de secado en rotavapor (rápida, media y lenta). Se preparó una solución alcohólica del precursor, esta solución se agregó al SDA y después se adicionó por goteo el ácido nítrico, la mezcla resultante fue agitada durante tres horas, posteriormente los materiales fueron secados y calcinados. Los materiales obtenidos fueron caracterizados mediante adsorción-desorción de N2, difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de barrido.