Modificación del TiO2 con metales de transición: Desarrollo de materiales para la desinfección fotocatalítica de agua (2010)
Para incrementar la fotoactividad del TiO2 se ha propuesto la modificación del TiO2 con metales de transición. Los metales Fe y Ag fueron seleccionados en este trabajo para modificar el TiO2 lo que conduce a diferentes configuraciones de los materiales sintetizados. Los fotocatalizadores fueron caracterizados con técnicas como XRD, XPS y DRS. Las especies reactivas de oxígeno producidas bajo irradiación Vis fueron detectadas usando EPR. En particular, la modificación con Fe mostraron una ubicación intersticial de los átomos de Fe y un reemplazo de átomos de Ti debido a la similitud de los radios iónicos de los cationes Fe3+ y Ti4+. Por otra parte, se encontró la Ag localizada en la superficie como partículas parcialmente oxidadas. Ambos metales, Fe y Ag incrementaron considerablemente la absorción de luz Vis del TiO2. Sin embargo, el Fe no incrementó la fotoactividad bajo luz Vis mientras que la Ag sí. Se usaron diferentes reacciones de oxidación y sistemas de irradiación como Ultravioleta (UV), Vis, y ambos tipos de luz combinados en una cámara de irradiación solar, para determinar los mecanismos de fotoactivación y el papel de los metales en la fotoactividad. La degradación de fenol, reacción de oxidación mediada por radicales hidroxilo, evidenció la recombinación de par electrón-hueco promovida por la presencia de Fe en el TiO2 bajo irradiación UV. No obstante, se encontró que el Fe promueve la fotosensibilización del TiO2 bajo estricta iluminación combinada UV y Vis, lo que incrementa la fotoactividad en la degradación del colorante azo Orange II. Ésto sugiere un incremento en la aceptación de electrones por el TiO2 debida a la modificación con Fe. En contraste, la irradiación Vis promovió la formación de oxígeno singulete y radical hidroxilo en suspensiones de TiO2 modificado con Ag irradiado con luz Vis responsables del incremento en la fotoinactivación de E. coli.