Influencia del rutenio en la oxidación fotoelectrocatalítica del colorante textil azul terazil utilizando un fotoanodo de matriz de nanotubos de TiO2 iluminado con luz uv y luz visible

RESUMEN En este trabajo se llevó a cabo el estudio de degradación del colorante textil azul terasil (AT) mediante los procesos de fotocatálisis y electrofotocatálisis, utilizando nanotubos de TiO2 como electrodo de trabajo dopados con diferente cantidad de Rutenio (0, 0.005, 0.02, 0.04, 0.08, 0.1 y 0.15%w) iluminados con luz UV y luz visible ambos procesos. Los nanotubos de TiO2 (NT TiO2) se obtuvieron mediante la técnica convencional de anodización (en una solución no acuosa que contenía 0.5%w NH4F, 10%w H2O y el resto etilenglicol), se les dio un tratamiento térmico de 600°C para priorizar la formación de la fase anatasa, posteriormente los sustratos fueron dopados con diferentes cantidades de RuCl3 por el método de impregnación y fueron calcinados a 200°C, durante 2 horas. La degradación del colorante textil conocido como AT, se llevó a cabo durante 120 min, a temperatura ambiente durante 2 horas. Los efectos de la degradación del colorante AT se midieron mediante la absorción (UV- Vis) de la muestra cada 15 min. Se obtuvo una máxima eficiencia de degradación usando el electrodo con 0.15wt %Ru de 98% usando luz UV y 55% con luz vis, mediante el proceso de electrofotocatálisis, por otro lado, se alcanzó 83% (luz UV) y 38% (luz Vis) por fotocatálisis. Los NT TiO2 dopados con Rutenio, fueron estudiados utilizando las técnicas de caracterización: Difracción de Rayos X, RAMAN, Microscopía de Barrido, SEM-EDS y LSV. Por otro lado, se llevó a cabo la determinación electroquímica de la demanda Química de Oxígeno, utilizando los NT TiO2 reducidos mediante la aplicación de una corriente de -5mA durante 10 min, se utilizaron ftalato de Potasio (KHP), ácido acético (CH3COOH) y glucosa (C6H12O6) como contaminantes modelo para la determinación de la carga Q y así determinar la DQO.

ABSTRACT In this work, the degradation study of terasil blue textile dye was carried out through photocatalysis and electrophotocatalysis processes, using TiO2 nanotubes as a working electrode doped with different amounts of Ruthenium (0, 0.005, 0.02, 0.04, 0.08, 0.1 and 0.15% w) illuminated with UV light and visible light both processes. The TiO2 (NT TiO2) nanotubes were obtained using the conventional anodization technique by means of (in a non-aqueous solution containing 0.5% w NH4F, 10% w H2O and the rest ethylene glycol), they were given a heat treatment of 600 °C to prioritize the formation of the anatase phase, then the substrates were doped with different amounts of RuCl3 by the impregnation method and were calcined at 200 °C, for 2 hours. The degradation of the textile dye known as terasil blue during 120 min, at room temperature for 2 hours. The degradation effects of the terasil blue dye were measured by absorption (UV-Vis) of the sample every 15 min. Maximum degradation efficiency was obtained using the electrode with 0.15wt. % Ru was 98% using UV light and 55% with vis light, through the electrophotocatalysis process, on the other hand, 83% (UV light) and 38% (Vis light) by photocatalysis. The ruthenium doped nanotubes of TiO2 were studied using the characterization techniques: X-Ray Diffraction, RAMAN, Scanning Microscopy SEM-EDS and LSV. On the other hand, the electrochemical determination of the Chemical Oxygen demand was carried out using the nanotubes of TiO2 reduced by applying a current of -5mA for 10 min, potassium phthalate (KHP), acetic acid (CH3COOH) were used and glucose (C6H12O6) as model contaminants for the determination of the charge Q to determine the COD.