Síntesis de estructuras de Bi2MoO6/Grafeno impurificadas con nitrógeno y su actividad fotocatalítica en la degradación de 2-clorofenol

Abstract

This research aimed to prepare catalysts bismuth molybdate (γ-Bi2MoO6) supported on graphene oxide (OG) and doped with nitrogen formulation γ-Bi2MoO6-N/OG and γ-Bi2MoO6/OG-N, these compounds they were used successfully for the degradation of 2-chlorophenol. Photodegradation was in aqueous solution and in the presence of UV and visible energy. The γ-Bi2MoO6 was synthesized via microwave. Graphene oxide (OG) was prepared by a variation of Hummers method. The doped with nitrogen of γ-Bi2MoO6 and OG was conducted via microwave using different nitrogen precursors (ethylenediamine, urea, thiourea and hydrazine), the γ-Bi2MoO6/OG system was prepared via ultrasound. The structural and morphological properties of the catalysts were determined by X-ray diffraction (XRD), UV-Vis, energy dispersive spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), specific surface area measurement (BET) and Raman spectroscopy. . The compounds were tested initially by the degradation of methylene blue (MB) with visible irradiation energy in order to make a comparative study on efficiency. The percentage degradation of MB with visible energy in compounds γ-Bi2MoO6-N/OG reached 75% in a time of (11-14) minutes. The compound γ-Bi2MoO6/OG-N with ethylenediamine as nitrogen precursor (BOGNE) the best with formulation γ-Bi2MoO6/OG-N, achieving 50% in 15 minutes. In the case of 2-chlorophenol using energy UV degradation of 65% was achieved in the first 20 minutes of reaction with compounds BOGNE and γ-Bi2MoO6-N/OG with hydrazine as nitrogen precursor (BNHOG).

El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad preparar catalizadores de molibdato de bismuto (γ-Bi2MoO6) soportados en óxido de grafeno (OG) e impurificados con nitrógeno con formulación γ-Bi2MoO6-N/OG y γ-Bi2MoO6/OG-N. Estos compuestos fueron utilizados con éxito para la degradación de 2-clorofenol. La fotodegradación se llevó en solución acuosa y en presencia de energía UV y visible. El γ-Bi2MoO6 fue sintetizado vía microondas. El óxido de grafeno (OG) se preparó mediante una variación del método Hummers. La impurificación con nitrógeno del γ-Bi2MoO6 y OG se realizó vía microondas usando diferentes precursores de nitrógeno (Etilendiamina, urea, tiourea e hidrazina). La preparación de los sistemas mixtos γ-Bi2MoO6/OG fue llevada a cabo vía ultrasonido. Las propiedades estructurales y morfológicas de los catalizadores se determinaron mediante difracción de rayos X (XRD), espectroscopía UV-Vis, espectroscopía de energía dispersiva (EDS), microscopía electrónica de barrido (MEB), análisis por espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), medición del área superficial específica (BET) y espectroscopía Raman. Los compuestos fueron probados inicialmente en la degradación de azul de metileno (AM) con irradiación de energía visible con el fin de efectuar un estudio comparativo acerca de su eficiencia. El porcentaje de degradación de AM con energía visible en los compuestos γ-Bi2MoO6-N/OG alcanzó un 75% en un tiempo de (11-14) minutos. El compuesto γ-Bi2MoO6/OG-N con etilendiamina como precursor de nitrógeno (BOGNE) presento el mejor rendimiento de los catalizadores con formulación γ-Bi2MoO6/OG-N, logrando un 50% en 15 minutos. En el caso del 2-clorofenol utilizando energía UV se alcanzó una degradación del 65% en los primeros 20 minutos de reacción con los compuestos BOGNE y γ-Bi2MoO6-N/OG cuando se empleó hidrazina como precursor de nitrógeno (BNHOG).