Resumen

AGUILERA-MANDUJANO, A.  y  SERRATO-RODRIGUEZ, J.. Synthesis and characterization of titania/graphene nanocomposite for application in photocatalysis. Rev. mex. fis. [online]. 2020, vol.66, n.5, pp.610-616.  Epub 31-Ene-2022. ISSN 0035-001X.  https://doi.org/10.31349/revmexfis.66.610.

El dióxido de titanio ha sido extensamente investigado como fotocatalizador para la purificación de agua; ete presenta limitantes como la recombinación de pares electrón-hueco generados por fotones. Los nanocompósitos titania/grafeno han resultado prometedores para superar estas limitaciones debido a la alta área específica del grafeno y sus propiedades electrónicas únicas. En este trabajo se sintetizó un nanocompósito anatasa-grafeno mediante una mezcla simple asistida por ultrasonido. El grafeno se obtuvo mediante la exfoliación electroquímica de grafito (electrolisis) y la anatasa se sintetizó usando el método sol-gel. El material nanocompósito, el grafeno y la anatasa obtenidos se caracterizaron con las técnicas de difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (MEB) y microscopia electrónica de transmisión (MET). Mediante espectroscopia Raman se comprobó que el grafito se exfolió correctamente produciendo grafeno de unas cuantas capas. La estructura nanométrica laminar capeada del grafito exfoliado presenta planos cristalográficos característicos del grafito, grafeno y óxido de grafeno. En el espectro de difracción de la titania se observa la presencia de la fase de anatasa. Las imágenes obtenidas con el MEB y MET de la muestra de grafeno permiten observar una estructura laminar capeada y en las imágenes del dióxido de titanio se pueden distinguir aglomerados formados de nanopartículas elipsoidales. Las nanopartículas de titania obtenidas tienen un tamaño de aproximadamente 6 nm. El valor de banda prohibida para un nanocompósito de tamaño de partícula tan extremadamente bajo es de alrededor de 3.6 eV y probablemente corresponde a la fase TiO2 (anatasa) que rodea completamente al grafeno. Se propone un modelo de nanocompósito basado en observaciones HRTEM. Al considerar las propiedades eléctricas de grafeno y las propiedades fotocatalíticas de TiO2, este nanocompósito promete tener aplicaciones en la fotocatálisis.

Palabras llave : Grafeno; titania; nanomateriales; fotocatálisis; compósitos.

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