8/15/2019 La Actividad Fotocatalítica y El Mecanismo de Titanato de Bario-nano Cúbico Preparado Por Un Método Hidrotérmico.
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Revista del Instituto de Taiwán de Ingenieros Químicos Volumen 44, Número 4 , julio de 20!, "ages ##0$##%
La actividad fotocatalítica y el mecanismo de titanato de
bario-nano cúbico preparado por un método hidrotérmico
• &enlian &illiam 'ee ( , c ,&en$)sin *+ung d ,&u$+eng )uang una ,&ei$*+ie+
'in una ,&an$-u 'in d, -u$Rou .iang una ,*+iing$*+ang *+en una ,, ,
•un/eartamento de 1licacin de *iencia 3 /iusin de la 5niversidad Nacional de 6ducacin
Taic+ung, Taic+ung 40!0#, Taiwan
•(/eartamento de eguridad 3 alud 7cuacional, 5niversidad 89dica *+ung$+an, Taic+ung
4020, Taiwan
•c/eartamento de 8edicina del Tra(ajo, *+ung +an 8edical 5niversit3 )osital, Taic+ung 4020,
Taiwan
•d/eartamento de :itoatología de la 5niversidad Nacional *+ung )sing, Taic+ung 4020, Taiwan
Reci(ido el de setiem(re de 202, revisado 2; /iciem(re 202, acetado el # de enero de
20!, disoni(le en línea ! de mar0# ? j>jtice>20!>0>00;
7(tener los derec+os 3 contenidos
Resumen
6n este tra(ajo se resenta un estudio so(re la e@cacia 3 los mecanismos su(3acentes de
la degradacin otocatalítica de cristal violeta A*VB utili 6ste estudio utili 'a e@ciencia de la oto$degradacin de *V
tinte or CaTi7 ! se midi (ajo irradiacin de lu< 5V con diversos medios de reaccin de )
en condiciones de cámara oscura ara la comaracin>Intermedios de degradacin se
seararon usando )"'*$"/1$6I ? 8 ara identi@car el osi(le mecanismo imlicado en la
degradacin oto$de acuerdo a las variaciones en la relacin de concentracin de los
roductos intermedios durante el curso de la reaccin>
/estacados
H 6l CaTi7 ! se sinteti
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esta(ilidad, 3 no toDicidad> H *uanto menor E g de CaTi7 ! tiene un eecto ositivo so(re la
actividad otocatalítica> H intermedios se seararon usando )"'*$8 rooner el osi(le
mecanismo>
"ala(ras clave
• CaTi7! N1N7*5CI* Violeta de cristal )idrotermal :otocatalítica
> Introduccin
'a eliminacin de los roductos Juímicos tDicos de las aguas residuales es un tema crucial
en el control de la contaminacin> 'a industria teDtil contri(u3e considera(lemente al
ro(lema de la contaminacin de(ido a la eDistencia de duming o la descarga accidental
de tinte de aguas residuales en cursos de agua, Jue tiene un imacto imortante en la
calidad 3 la est9tica de los recursos +ídricos> 6l Canco 8undial estima Jue el K$20L de
toda la contaminacin industrial del agua roviene de la tintura 3 el tratamiento deteDtiles M 3 M2 > 6sto reresenta un desaío am(iental atro< ara los diseOadores de roa
3 otros a(ricantes de teDtiles> 'a enorme cantidad de colorantes utili6l otocitotoDicidad de colorantes de
trienilmetano, (asado en la roduccin de las esecies reactivas del oDígeno, se +a
estudiado intensamente con resecto al tratamiento otodinámico M4 > in em(argo, eDiste
una considera(le reocuacin acerca de la oDidacin catali "or lo tanto, un nuevo m9todo de tratamiento de(e ser desarrollado ara
suerar el ro(lema de la toDicidad causada or el tinte de aguas
residuales> Recientemente, la alicacin de semiconductores en el roceso de oDidacin
avan
6n los últimos aOos, los ro(lemas am(ientales se +an vuelto cada ve< más
imortante> Numerosas tecnologías de tratamiento se +an desarrollado ara la remediacin
am(iental, tales como los m9todos de adsorcin, m9todos de intercam(io inico,searacin de mem(rana, 3 otocatálisis M 3 M# > 6n articular, la otocatálisis se +a
estudiado intensamente de(ido a su simlicidad, (ajo costo 3 alta e@ciencia de
eliminacin> emiconductor otocatálisis +a reci(ido una atencin considera(le ara su uso
en la luc+a contra la degradacin del medio am(iente 3 como una osi(le solucin a la
escase< de energía en todo el mundo> /esde titania ue descrito rimero como un
catali
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comlejos> )asta la ec+a, se +an logrado una amlia gama de otocatali 1lgunas de ellas muestran una (uena actividad otocatalítica 3 la esta(ilidad
Juímica> 'a a(ricacin de las erovsPitas A1C7 ! B es de articular inter9s cientí@co 3
tecnolgico de(ido a su erroel9ctrico, iroel9ctrico, ie 6n este estudio, +emos intentado sinteti
CaTi7 ! ACT7B tiene un gran otencial ara alicaciones tecnolgicas en erroelectricidad,
microelectrnica, otoelectrnica, 3 otocatálisis M# > 6n su ma3oría se +a utili1unJue el
olimoro tetragonal es termodinámicamente esta(le a temeratura am(iente, la ma3oría
de rutas de síntesis resultan en una estructura cú(ica>
6stimulado or estudio cientí@co undamental 3 alicacin tecnolgica, los investigadores+an sinteti Recientemente, los materiales erroel9ctricos +an
surgido a artir de una reaccin +idrot9rmica como una conormacin imortante> CaTi7
ingle$cristalina ! nanorods se +an roducido a trav9s de una descomosicin (asada en la
solucin de los recursores alcDido (imetálicas M2 > Tetragonal CaTi7 ! se +a ormado
utili 6l tratamiento
+idrot9rmico de titanato estrati@cado en Ca A7)B 2 solucin acuosa +a resultado en
CaTi7 ! con una variedad de nanoestructurasM2! > "or lo tanto, sería mu3 desea(le
desarrollar un enoJue estándar ara a(ricar CaTi7 ! con el tamaOo controla(le 3morología>
6l cristal violeta A*VB es un colorante de trienilmetano catinico, Jue se +a utili 1demás, su resencia en el agua ota(le
reresenta una amena "or lo tanto, eDiste una
necesidad ara el desarrollo de los rocesos de tratamiento, las aguas residuales de
colorante de (ajo costo e@cientes ara +acer rente a este ro(lema>
in em(argo, se +a restado menos atencin al estudio del mecanismo su(3acente
imlicada en la degradacin o la identi@cacin de las rinciales intermedios transitorios,
Jue +an sido reconocidos recientemente como elementos imortantes en estos rocesos,
articularmente en vista de sus alicaciones rácticas> No +a3 estudios so(re los
mecanismos anteriores so(re CaTi7 ! $assisted degradacin otocatalítica de *V tinte (ajo
irradiacin 5V +an sido reortados> 6n comaracin con Ti A7RB 4 AR gruo alJuiloB, "2;$
Ti7 2 se utili 6n este tra(ajo, "2;$Ti7 2 , Ca A7)B 2 E F) 2 7 3 Na7) se
utili
2> 6Derimental
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0050http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0050http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0055http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0055http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0055http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0060http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0060http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0065http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0065http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0070http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0070http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0075http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0075http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0080http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0060http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0060http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0085http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0085http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0090http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0090http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0095http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0095http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0100http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0105http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0110http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0115http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0120http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0120http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0050http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0055http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0060http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0065http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0070http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0075http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0080http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0060http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0085http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0090http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0095http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0100http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0105http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0110http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0115http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0120
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2>> 8ateriales 3 rearacin de otocatali de grado )"'*B se
usaron como materiales de artida> 6l agua desioni 'os "2;$Ti7 2 nanoartículas ueron suministrados or
/egussa> 'os nanoolvos CT7 se sinteti /e diraccin AGR/B de olvo de ra3os G se registraron en un 81* ience,
diractmetro de ra3os G 8G"F con radiacin *u , oerado a 40 PV 3 F0 m1> 5na
medicin de )R G" se llev a ca(o con 5'V1*$")I G"> 1l radiacin a se +a generado
utili *amo de microscoía electrnica de (arrido de emisinA:6$68B 'as mediciones se reali
esectrootmetro a temeratura am(iente> 5n sistema &aters YQ '* ? 8, eJuiado con
una (om(a (inaria, un detector de matri< de otodiodos, un muestreador automático, 3 un
detector 8icromass, se utili
2>!> "rocedimiento otocatalítico 3 análisis
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0005
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'as susensiones acuosas de *V A00 ml, 0 mB 3 olvos de catali 7stwald engrosamiento de maduracin o de artículas se roduce
cuando la suer$saturacin se +a convertido en mu3 ligero> 'a uer
e suone Jue el engrosamiento de +idrotermal CaTi7 ! está controlado or una intera< dereaccin reversi(le, teniendo en cuenta la disminucin drástica de la viscosidad del agua
en condiciones +idrotermales> 1 artir de los datos termodinámicos roorcionadas or
'encPa 3 Riman M2# , los cálculos indican Jue en una solucin (ásica con temeraturas
sueriores a 200 W *, eDisten esecies de Ti solu(les, rincialmente en las ormas de Ti
A7)B 4 3 )Ti7 ! $ , 3 se disolvieron Ca 6Disten esecies como Ca7) Z 3 Ca 2 Z > Teniendo en
cuenta Jue el número de mol9culas reaccionantes Jue artician en una reaccin rimaria
rara ve< eDcede 2, las reacciones de disolucin 3 reciitacin reversi(le a la suer@cie de
CaTi7 ! se suone artículas sea
Xire 8at+.aD en
donde k d 3 k g son los coe@cientes de velocidad de disolucin 3 la deosicin,
resectivamente> k dro(a(lemente deende de la actividad de las artículas 3 or lo tanto
es una uncin del radio R de la artícula> "or el contrario, k g es indeendiente de R ,
de(ido a Jue los reactivos involucrados están en la ase líJuida M2; > "or conveniencia, la
CaTi7 ! de artícula se asume Jue es Juímicamente esteJuiom9trica 3 ara tener una
orma es9rica> /e(ido a Jue el engrosamiento se controla mediante la reaccin de la
intera
'a roorcin de Ca ? Ti ue elegida ara ser ma3or Jue ara evitar la contaminacin
CaTi7 ! AsB con un eDceso de Ti7 2 AsB (ajo las condiciones de síntesis+idrot9rmica M2F > 1demás, Ca ? Ti[ aumenta el ) de la solucin, Jue es una
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0125http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0125http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0130http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0125http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0125http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0135http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0135http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0125http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0130http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0125http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0135http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140
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imortante varia(le termodinámica en la síntesis de materiales de erovsPita, 3 a3uda a
evitar la necesidad de minerali /e acuerdo con los cálculos termodinámicos de esta(ilidad ara el sistema Ca$Ti
+idrotermal, ) alto 3 Ca ? Ti[ son necesarias ara la síntesis de alta ure
CaTi7 ! en olvo, rearado con una concentracin de Na7) en el rango de !$0 8 condierentes tiemos 3 temeraturas de reaccin, se caracteri K4$%#!B 3 Ca*7 ! A6Dediente No> 4$0!K!
.*"/B M2% > 5na eJueOa cantidad de Ca*7 ! contaminacin se o(serv en casi todas las
muestras de(ido a la introduccin de *7 en el aire 2 , Jue se disolvi como *7 ! 2 3 se +i 'a ormacin
de Ca*7 ! o(servado en este tra(ajo es (astante común en el rocesamiento +idrot9rmico,
como Ca*7 ! uede reciitar a valores de ) más (ajos Jue los reJueridos or
CaTi7 ! > /e acuerdo con el diagrama de esta(ilidad termodinámica de los sistemas de Ca$ Ti, Ca*7 ! reciita a valores de ) más (ajos Jue los reJueridos ara reciitar
CaTi7 ! M2F > 'os resultados de GR/ de la tal como se sinteti 'os
CaTi7 ! icos son mu3 agudos, lo Jue indica Jue la estructura cristalina está (ien
desarrollada> 6l eecto de la concentracin de Na7) en la estructura cristalina 3
caracteri e uede o(servar Jue, incluso con
ma3ores concentraciones de Na7), la intensidad de CaTi7 ! icos de diraccin aument
ligeramente, lo Jue indica la resencia de un ma3or cristalina contenido de ase> 5n ligero
aumento en la intensidad de la ase cú(ica con la concentracin de Na7) uede ser
causada or la eliminacin de las vacantes de (ario Acomensador de carga de
7) $ deectoB de(ido al eDceso de contenido de (ario> 6ste es el resultado de reaccionesentre *7 2 a artir de +idrDidos de aire 3 tierra alcalina durante el roceso>7tra osi(le
uente de car(onato es los +idrDidos de (ario rimas, Jue ueden reaccionar con *7 2 en
el aire durante el almacenamiento>
Ta(la 2>
"roiedades ísicas 3 Juímicas del rearado CaTi7 ! >
CódigoCatalizador
+elación atómica elementode ,-S (.)
+elación atómicaelemento de /PS (.)
E g (e0) Super1icieespecí1ica(m $ 2 g)
,ltama3ode poro(4)
,l 5olumende poros(cm # 2 g)
Ba Ti O Ba Ti O
B!"#"$%"'
*6%$ $$ &67' " " " $67 " " "
B!""$%"'
6$7 68% 8*6' 67 &8 6& #6'# &*6 &&6& '6'&
B!"&'"$%"'
&' '$ *#6 " " " #6'$ " " "
B!""%"'
868 #* *767 *6%' &*6' 86* #6'' $'6# &&67' '6'&
B!""*$"' 6$% &%6# **6%' 76#7 &*6% 868 #6'$ &6& &&6$ '6'&
B!""%" $&6$ #&6%7 %*6$% " " " $67# " " "
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0145http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0150http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0150http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0145http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0150http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010
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CódigoCatalizador
+elación atómica elementode ,-S (.)
+elación atómicaelemento de /PS (.)
E g (e0) Super1icieespecí1ica(m $ 2 g)
,ltama3ode poro(4)
,l 5olumende poros(cm # 2 g)
Ba Ti O Ba Ti O
&''
B!""%"
&'
76&% &'6* '6' " " " #6'& " " "
B!""%"&'
6*& D# **688 " " " #6' " " "
)igo> 1>2 muestra imágenes 68 de CaTi7 ! muestras rearadas a concentraciones de
Na7) de !, ; 3 0 8> 'as artículas aglomeradas en una orma es9rica con
aroDimadamente 0$;0 nm de diámetro 3 una eJueOa cantidad de ase cristalina
cú(ica M! > 5n osi(le mecanismo Jue su(3ace a la ormacin de CaTi7 ! a trav9s de la
síntesis +idrotermal es de disolucin$reciitacin M! , en la Jue eDiste un eJuili(rio
Juímico entre Ti7 2 3 Ti A7)B x 4 x > )igo> 1>2 muestra un aumento en el tamaOo de artícula
de CaTi7 ! con un aumento en la concentracin de Na7), Jue está de acuerdo con el
mecanismo de disolucin$reciitacin> Ti A7)B x 4$ x , Jue es una esecie altamente activos,
es caa< de com(inarse con Ca 2 Z ara ormar un nuevo núcleo, 3 or lo tanto, con un
aumento en la concentracin de Na7), la osi(ilidad de ormacin de un nuevo núcleo or
Ti A 7)B x 4$ x aumenta, llevando a un aumento en el tamaOo de artícula de CaTi7 ! > e
uede concluir Jue la ormacin de la ase cú(ica de CaTi7 ! se roduce cuando "2;$
Ti7 2 se us como el Ti A7)B x 4 x recursor> 1demás, el tamaOo de artícula rimaria de
CaTi7 ! rear usando concentraciones más (ajas de Na7) es menor Jue el rearado
usando concentraciones más altas de Na7), Jue se uede atri(uir al tamaOo de artícula
menor de CaTi7 !rearado or el Ti A7)B x 4 x recursor M2F > 'a aglomeracin de
CaTi7 ! nanoartículas en concentraciones más altas de Na7) romueve el crecimiento de
la ase cú(ica>
6n la @g> 1>!, la reaccin de adsorcin result en una disminucin de aroDimadamente
4#L en la concentracin *V desu9s de 4F + en la reaccin otocatalítica, la *V sedescomuso totalmente desu9s de 4F +> 5na comaracin con Ti7 2 sugiere Jue la
actividad otocatalítica de nanoartículas CT7 es relativamente (uena> *on el desarrollo
continuo, este tio de nanomateriales tienen el otencial de convertirse en
otocatali 6n el siguiente eDerimento, se seleccionaron
CaTi7 !roduce con una concentracin de ; 8 Na7) como el otocatali
!>2> Inuencia de la duracin de la síntesis
'a inuencia de la duracin de síntesis so(re la ormacin de CaTi7 cristalina ! Tam(i9n se
estudi mediante la reali 'os atrones de diraccin de ra3os G
en la @g> con@rmar la ase cú(ica de CaTi7 ! > *on un aumento en el tiemo de reaccin
de 24 a K2 +, la nitide< 3 el tamaOo cú(ico aumentaron, lo Jue indica un aumento en la
cristalinidad de la ase cú(ica con un aumento en el tamaOo de artícula de CaTi7 ! > 6n la
etaa temrana de la reaccin, los iones de +idrDido roducen más núcleos 3 artículas
más eJueOas ormadas, Jue crecieron durante un eríodo rolongado> 'as micrograías
68 en la @g> 2indican una dierencia considera(le en la morología entre las 24 3 K2 +> 'a
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0155http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0155http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0155http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0155http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0140http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0010
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orma cristalina en eríodos más cortos de tiemo A24 +B se de(e rincialmente a
artículas aglomerantes en una orma es9rica> 6l tamaOo de clúster amliada con una
eDtensin en el rocesamiento, lo Jue resulta en una orma cristalina cú(ica>
)igo> >
"atrones de GR/ de CaTi7 ! reararse usando tratamiento +idrot9rmico de Na7)= AaB a !0 W * con
diversas duraciones de síntesis, 24 +, 4F +, K2 + AMNa7) ; 8B 3 A(B a varias temeraturas de
síntesis, 00 W *, !0 W *, ;0 W *, F0 W * AMNa7) ; 8, la síntesis de tiemo= 4F +B>
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)igo> 2>
Imágenes :6$68 de CaTi7 ! reararse usando tratamiento +idrot9rmico de Na7) a !0 W * con
diversas duraciones de síntesis= AaB 24 +, A(B 4F + 3 AcB K2 + AMNa7) ; 8B>
6n la Ta(la 2 , la esectroscoia de otoelectrones de ra3os G 3 resultados de la
esectroscoia de energía disersiva revelan desajustes en la esteJuiometría 3 las
dierencias en la comosicin Juímica de las suer@cies entre las diversas
muestras> :ig> ! muestra el !d Ca ;>2 , s 3 Ti 2 esectros de otoemisin> 'a energía deenlace del Ti 2 !?2 ico A4;F,0;!$4;F,;# eVB está en (uen acuerdo con los estudios
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0015http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0015http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0015
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anteriores so(re G" CaTi7 ! M!2 > 6l 7 s esectros revel varios comonentes> 6l esectro
7 s de las muestras se uede deconvoluted en un comonente en el rango de energía de
;2%,!2F a ;2%,;;K eV, Jue corresonde a CaTi7 ! , 3 un comonente a ;!>2;# eV, Jue ue
identi@cado reviamente con gruos +idroDilo tíicos de agua adsor(ida M!2 > "or otro
lado, el !d Ca ;?2 indican Jue los esectros de (ario está en un estado Juímico dierente en
todas las muestras> 'os icos Ca se ueden descomoner en dos comonentes en lasenergías de enlace de KKF,#% a KKF,F## eV 3 KF0, a KF0,! eV> 6l estado Ca !d es mu3
sensi(le a todos los cam(ios en la estructura 3 el entorno Juímico, tal como una transicin
de ase amora a cristalina M!2 altera el número de vecinos átomos de 7 M!! 3 la
ormacin de Ca7 3 Ca*7 ! > 6l rimer comonente del estado !d Ca, Jue es el
comonente rincial del esectro de G" de olvo, se uede asignar a olicristalino
CaTi7 ! , mientras Jue la resencia del segundo comonente del estado !d Ca es de(ido a
una Ca*7 cristalina ! estructura>
)igo> !>
'os esectros G" de alta resolucin de CaTi7 ! rear usando tratamiento +idrot9rmico de Na7) a
!0 W * con varios duracin síntesis= 24 +, 4F +, K2 + AMNa7) ; mB> A1B uls, A(B Ca!d, AcB Ti2 3
AdB 7s>
)igo> 4 muestra los esectros de :T$IR roducido (ajo dierentes duraciones de síntesis> 'a
a(sorcin característica en !42;,0 cm $ A7 ) modos de estiramiento en el agua de
cristali 6l esectro inrarrojo de un
gruo car(oDilato, *7 ! 2 , muestra la a(sorcin do(lete característico de(ido a las
vi(raciones sim9tricas 3 asim9tricas de estiramiento en !F4,#4 3 #K,%F cm $
Aestiramiento gruo car(oDilato modos, ro(a(lemente Ca*7 ! B, 3 F;0 3 ;20 cm $ ATi 7
modos vi(racionalesB M!4 , resectivamente> 5na (anda anc+a corresondiente a la Ti 7
el modo de estiramiento ara CaTi7 ! tam(i9n se o(serv a aroDimadamente ;%0 cm $
M!; >
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0165http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0020http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0020http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0170http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0175http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0175http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0175http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0160http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0165http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0020http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0170http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0175
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)igo> 4>
6sectros :T$IR de CaTi7 ! reara utili
*omo CaTi7 ! era un semiconductor de (anda ro+i(ida directa M!# , la a(sor(ancia del
esectro de reectancia diusa 5V$vis ara las nanoartículas se muestra en la @g> ; >
Resecto um(ral de a(sorcin, odemos calcular el intervalo de (anda a artir del atrn
usando la ecuacin, E g AeVB ,240 ? λ AnmB> 'a (rec+a de (anda A E g B de nano$CT7 se
estima en aroDimadamente 2,%! eV 3 !,0; eV, resectivamente, lo Jue imlica Jue
ueden eDistir roiedades otocatalíticas (ajo irradiacin de lu< ultravioleta> 6l valor de
(anda reortado ara las artículas Jue van desde !, eV a !,2 eV M!K deende de olvo
3 de rocesamiento de datos>
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0180http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0180http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0025http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0025http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0185http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0180http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0025http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0185
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)igo> ;>
5V$vis esectros de reectancia diusa de CaTi7 ! rearado usando tratamiento +idrot9rmico con
varias concentraciones de Na7), la duracin, la síntesis 3 la temeratura>
e sa(e Jue el tamaOo de las nanoartículas tiene una inuencia signi@cativa en las
roiedades otocatalíticas, de(ido a las variaciones en el área de suer@cie, el número de
sitios activos, etc > M!F >Nanoartículas más eJueOas dan como resultado un área de
suer@cie más grande Amás sitios activosB 3 mejorar la actividad otocatalítica> "or otra
arte, la energía de (rec+a de (anda tam(i9n se correlaciona con la actividad
otocatalítica M!% > 5n intervalo de (anda inerior tiene un eecto ositivo so(re la
actividad otocatalítica orJue menos energía de la uente se reJuiere ara desertar una
reaccin otocatalítica>6sto signi@ca Jue se reJuiere menos energía ara activar las
nanoartículas ara generar ares electrn ? agujero eDcitados, induciendo de ese modo
reacciones otocatalíticas> 1demás, el volumen de las muestras de suer@cie esecí@ca 3
oros no suri cam(ios signi@cativos 3 se mantuvo en el intervalo de K,FF a 20,F; m 2 ? g
3 ;,4# a #,0;4 0 ! cm ! ? g ara todas las muestras A Ta(la 2 B> 6sto sugiere Jue la
ma3or actividad otocatalítica de C1$;$4F$!0 Aso(re el de C1$;$K2$!0 3 ;$24$!0 C1$B
odría atri(uirse a un intervalo de (anda inerior, lo Jue conduciría a la generacin de
ares electrn$+ueco más eDcitados, mejorar la actividad otocatalítica> 6ntre los otros
CaTi7 ! , C1$;$4F$!0 tiene la (rec+a de (anda más (aja 3 el tamaOo de artícula más
eJueOo Aárea de suer@cie más grandeB, 3 or lo tanto roorciona la ma3or e@ciencia
otocatalítica>
)igo> # muestra la actividad otocatalítica de las nanoartículas> 'a e@ciencia de ladegradacin otocatalítica de *V es %%L ara nano$CT7 dentro de la rimera 4F +> 'a
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0190http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0195http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0195http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0030http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0030http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0190http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0195http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0030
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reaccin de adsorcin result en una disminucin en la *V concentracin de
aroDimadamente \4FL desu9s de 4F +, mientras Jue en la reaccin otocatalítica, la *V
se descomuso totalmente desu9s de 4F +> 6n el siguiente eDerimento, se seleccionaron
CaTi7 ! sinteti #>
Inuencia de la irradiacin de lu< 5V so(re la tasa de otodegradacin *V con CaTi7 ! rearado
usando tratamiento +idrot9rmico con dierentes duraciones de síntesis AMcatali
!>!> Inuencia de la temeratura de síntesis
"ara estudiar la inuencia de la temeratura so(re la síntesis de la ase de artículas 3
morología de CaTi7 ! , se rear en 00, !0, ;0, 3 F0 W *, mientras Jue los
arámetros de roceso restantes, MNa7) ; 8 3 una duracin de 4F + síntesis , se
mantuvieron constantes> 'os atrones de GR/ de CaTi7! o(tenidos a dierentes
temeraturas +idrotermales se roorcionan en la @gura> 1>4> 'os resultados de /RG
ilustran una ase (ien desarrollado cristalina cú(ica, así como un aumento en la intensidadde los icos con la temeratura de reaccin> )a3 una osi(ilidad de una disminucin en el
volumen de las c9lulas unidad 3 un aumento en la densidad con un aumento en la
temeratura de reaccin de(ido a la li(eracin de los +idroDilos de celosía M!% > 'a
inuencia de la temeratura de síntesis se resenta en la Ta(la 2 > :ig>K reresenta
micrograías 68 de CaTi7 ! rearada en 00, !0, ;0, 3 F0 W * durante 4F +> 'as
artículas aglomeradas en una orma cú(ica, 3 los tamaOos cú(icos estimados a artir de
las micrograías 68 se encuentran dentro de 20 a ;00 nm> 5n aumento en la temeratura
de síntesis condujo a un aumento en el tamaOo cú(ico, lo Jue uede eDlicar la
aglomeracin más uerte a temeratura más alta>in em(argo, ara el rearado CaTi7 ! ,
el tamaOo de artícula aumenta con un aumento en la temeratura de reaccin,
con@rmando Jue el tamaOo de artícula de CaTi7 ! deende de la temeratura de
síntesis> 'os resultados de las investigaciones de 68 roorcionan una uerte evidencia de
Jue la agregacin orientada al eJueOo A;$0 nmB nanocristales es el mecanismo de
crecimiento dominante en la ormacin de los o(servados CaTi7 ! artículas> 6l tamaOo de
artícula se uede adatar en el rango de 20$;00 nm, variando la duracin de la reaccin,
la temeratura 3 la concentracin> 'os resultados anteriores muestran Jue el roceso de
agregacin se uede controlar cam(iando la temeratura 3 la concentracin de la
susensin, así como mediante la adicin de Na7), ara o(tener CaTi7 ! artículas con un
tamaOo 3 orma controlada>
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0195http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0195http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0035http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0035http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0195http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0010http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0035
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)igo> K>
Imágenes :6$68 de CaTi7 ! reararse usando tratamiento +idrot9rmico de Na7) a dierentes
temeraturas de síntesis= AaB 00 W *, A(B !0 W *, AcB ;0 W *, AdB F0 W * AMNa7) ; 8, la síntesis
de tiemo= 4F +B>
)igo> F muestra la actividad otocatalítica de las nanoartículas> 'a e@ciencia de la
degradacin otocatalítica de *V ue del %%L ara nano$CT7 rearado a !0 W *> 'a
reaccin de adsorcin result en una disminucin de aroDimadamente 44L en la
concentracin de *V desu9s de 4F + en la reaccin otocatalítica, la *V se descomuso
totalmente desu9s de 4F +> 'a tima CaTi7 ! otocatali
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0040http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0040http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#fig0040
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)igo> F>
Inuencia de la irradiacin de lu< 5V so(re la tasa de otodegradacin *V utili4> Inuencia de la cantidad de catali 'os tios de
*V colorante otodegradacin a diversos valores de ) se muestran en la @gura> 1>#> e
encontr Jue la velocidad de otodegradacin ara disminuir 3 luego aumentar con un
aumento en el valor del ) de la solucin> 'a ormacin de activa 7) esecies es avora(le
en condiciones (ásicas, no slo de(ido a la mejora en la transerencia de agujeros ara los
+idroDilos adsor(idos en condiciones de ) elevado, sino tam(i9n de(ido al eecto de
atraccin electrostática entre la carga negativa CaTi7 ! de elícula 3 los colorantes
catinicos en la solucin > Nuestros resultados indican Jue la CaTi7 ! de la suer@cie se
carga negativamente, 3 el *V adsor(en so(re la suer@cie de la CaTi7 ! a trav9s de los
gruos de amonio ositivos> 'os mecanismos de adsorcin rouestos están en (uen
acuerdo con los inormes anteriores M4 > 1unJue el colorante *V uede, en cierta medida,
adsor(erse so(re la suer@cie de la CaTi7 ! en medios alcalinos, cuando el valor de ) es
suerior a 0, la mol9cula de colorante se transormará en una (ase car(inol
incoloro M42 > 'os resultados relacionados con la velocidad de otodegradacin dierían de
las de los colorantes catinicos en el trienilmetano ? Ti7 2sistema M4! > "or otra arte, una
tasa de degradacin más alta (ajo ) ácido tam(i9n se o(serva ara la degradacin de los
colorantes a'os radicales +idroDilo se ueden ormar or la reaccin entre los iones de
+idrDido 3 agujeros ositivos>'os agujeros ositivos se consideran las rinciales esecies
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0200http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0200http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0200http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0200http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0205http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0210http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0210http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0215http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0215http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0220http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0200http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0200http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0205http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0210http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0215http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0220
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de oDidacin a ) (ajo, mientras Jue los radicales +idroDilo son las esecies
redominantes en los niveles de ) neutros o altas M4; > 5na eDlicacin adicional ara el
eecto del ) está relacionada con cam(ios en la eseci@cacin del colorante> 6s decir, la
rotonacin o desrotonacin del colorante ueden alterar sus características de adsorcin
3 actividad redoD M4# > 'a adsorcin se tradujo en una disminucin de ,KL, 2F,#L 3
;2,L en la concentracin de *V desu9s de 4F +oras (ajo condiciones deoscuridad> 6@ciencia otocatalítica se registr (ajo 5V A!#; nmB de la irradiacin, Jue
rodujo %;,;L, ;2,!L, 3 %F,#L ara los C1$;$4F$!0 otocatali 'a actividad de "2; Ti7 2 era más ligeramente Jue CaTi7 ! > e o(serv
una tendencia co+erente de adsorcin 3 la otodegradacin Juímica comortamiento ísico
en este estudio>
!>#> earacin e identi@cacin de comuestos intermedios
'as variaciones temorales en el roceso de otodegradacin *V tinte utili N ?> N ?> N @> N @""He=amethAl
pararosanilina
C0 #*$6% 6
B N > N -imetil N ?> N ?"dimetil" N @"metil" pararosanilina
--MP+ #6% &>$
C N > N "-imetil" N ?"metil" N @metil" pararrosanilina
-MMP+ #%%>% *#67
D N > N "-imetil" N ?> N ?dimetil"pararrosanilina --P+ #%%>% &>$
E N "Metil" N ?"metil" N @metil"pararrosanilina MMMP+ ##'6% 886
F N > N "-imetil" N ?metil"pararrosanilina -MP+ ##'6% *'>$
T N "Metil" N ?metil"pararrosanilina MMP+ #&86#% 8$>7
H N > N "-imetil pararosanilina -P+ #&86$ 886
Yo N Metil"pararrosanilina MP+ #'$6$$ >
J Pararrosanilina P+ $6#7 %'>7
un % ( N > N "-imetilamino) "% ?" ( N ?> N "dimetilamino ?) ;enzo1enona
--BP $876$ #**>&
b % ( N > N "-imetilamino) "% ?" ( N ?metilamino) ;enzo1enona
-MBP $6$# #886#
c % ( N metilamino) "% ?" ( N ?metilamino) ;enzo1enona
MMBP $%&6' #8$67
d % ( N > N "-imetilamino) "%?"amino;enzo1enona -BP $%&6$* #767
e % ( N metilamino) % ?"amino;enzo1enona MBP $$*6#* #*
f %>% ?";is"amino;enzo1enona BP $$* ##7
α % ( N > N "-imetilamino) 1enol -!P 6$# #'7
β % ( N metilamino) 1enol M!P! &$&6'# $67
γ %"amino1enol !P &&'67* $*6$
7ciones de la ta(la
'os esectros de a(sorcin de cada intermedio en la regin esectral ? vis 5V son
identiicados como icos 1$., a$, 3 ]$^ en el material comlementario ig> 1>F> 'aconsideracin más imortante es Jue se resume Jue el cam(io +isocrmico de la (anda
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0225http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0230http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0230http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0015http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0225http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0230http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#tbl0015http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114
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de a(sorcin Jue el resultado de la ormacin de una serie de N intermedios $/6$
metilado> *omo se muestra arri(a, los enmenos similares se +an demostrado usando
Ci 2 &7 # en la otodegradacin de *V M4K > 'os roductos intermedios anteriores ueron
identi@cados como los mismos Jue los asociados con la degradacin de *V utili
'os comuestos intermedios oto$descomuesto se identi@caron adicionalmente utili 1>F 3 1>%, la aaricin sucesiva de la distri(ucin máDima de
cada intermedio, tales como -J , a-f , 3 α-γ , indica la aaricin de un roceso gradual de
*V N $de$metilacin>
!>K> 8ecanismo rouesto de *V degradacin
6n virtud de la irradiacin 5V, la ma3oría de la 7) radicales se generan directamente a
artir de la reaccin entre los ori@cios 3 la suer@cie adsor(ido ) 2 7 o 7) $ > in em(argo,
la ro(a(ilidad de la ormacin de 7 2 $ es muc+o menor Jue la de los 7) M4F > 6l N $de$
metilacin de los colorantes *V se roduce rincialmente or el ataJue de la 7) 3 7 2$
esecie en el N , N $dimetil gruos 3 la estructura cromoro conjugado del colorante *V>"or el contrario, esecialmente en el CaTi7 ! del sistema, el rimer roducto A B de N $de$
metilacin alcan 1>,
curva B> 1demás la ormacin de intermedios, tales como !-" , #-$ , )-& , 3 '-J , alcan 1> , curva !-" , #-$ , )-& 3 '-J B> 6n el caso de la rTi7 ! sistema,
intermedios , !-" , #-$ , )-& 3 '-J , alcan 1>, curva C, *$/, 6$:, X$), e
I$.B> 6l 7) radicales atacaron el mono, di, tri, tetra$3 gruos metílicos resultantes en , !-
" , #-$ , )-& 3'-J comuestos, Jue se rodujeron rincialmente durante la N $/6$ roceso
de metilacin> 1demás, tanto una 3 α son escalonada N $de$metilado, roduciendo
comuestos f , 3 γ > *a(e destacar Jue en estos mecanismos, todos los rocesos antesmencionados se (asan en 7 2 ara romover la escisin de la estructura de cromoro
conjugado *V>
in em(argo, a artir de los resultados anteriores, el eecto de dierentes catali 1unJue,
la actividad otocatalítica deende uertemente de la otocatali
6s (ien conocido Jue el otencial de reduccin de multi$electrn de 7 2 A por ejemplo ,7 2 Z 2) Z Z 2e $ ) 2 7 2 AaJB , 0>#F2 V 7 2 Z 4) Z Z 4e $ 2) 2 7, ,2! VB es más
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0235http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0235http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0240http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0235http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0235http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0240http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#bib0235
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ro(a(le Jue en el roceso de un solo electrn A por ejemplo 7 2 Z e $ 7 2 $ AaJB , $0>2F4
V 7 2 Z ) Z Z e $ )7 2 , $0,04# V vs N)6B> "arece ra 5na ve< atacado or Radicales 7), N$de$metilacin
se rodujeron como se muestra en la @gura> 1>2> 6l tinte metilado mono$de$, , tam(i9n
odría ser adsor(ido en la suer@cie de 8Ti7 ! artículas 3 estar involucrado en un roceso
mecánico similar> in em(argo, la 7) radicales odrían atacar la estructura conjugado, 3
roducir un enlace car(ono$radical centrado, derivados de colorantes Jue orman
eventualmente, una 3 γ > 1demás, la esecie una 3 γ tam(i9n ueden estar imlicadosen N $de$metilacin ara roducir b 3 ( A:ig> 1>!B, resectivamente> 'os N rocesos $de$
metilacin continúan ormando N tinte $de$metilado, J , $ 3 γ >1demás la oDidacin uede
conducir la aertura de anillo 3 la ormacin de roductos de oDidacin aliáticos M;0 >
)igo> %>
8ecanismo rouesto imlicada en la degradacin otocatalítica de *V utili
4> *onclusin
$Nano cú(ico CaTi7 ! artículas se o(tuvieron or m9todos +idrotermales utili
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!0 tiene la más alta actividad otocatalítica> 'a ma3oría de los roductos intermedios 3
@nales se identi@caron or )"'*$6I$8 3 esectros 5V$vis> Tanto N $de$metilacin 3 la
destruccin de la estructura del colorante conjugado *V tuvieron lugar en el CaTi7 ! > 6ste
es el rimer inorme Jue demuestra las vías de degradacin otocatalítica de
CaTi7 ! imlicada en la otodegradacin de *V colorante>
Reconocimiento
6sta investigacin ue ao3ada or el *onsejo Nacional de *iencias de *+ina A N* %%$
2!$8$42$002$8-2 B>
19ndice 1> /atos comlementarios
/atos comlementarios disoni(les en la línea, inclu3endo esectros de a(sorcin,
esectros de masas 6I 3 la distri(ucin de los cromatgraos de roductos intermedios, '*
3 TI*, 3 los mecanismos detallados>
Supporting Information
Fig A! /+- patterns o1 BaTiO# prepared using hAdrothermal treatment o1 NaOH at'C 1or $% h ith 5arious concentrations o1 NaOH
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#gs0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#gs0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#gs0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#gs0005http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876107013000114#gs0005
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"
a
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d
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Fig A$ ,"S,M images o1 BaTiO# prepared using hAdrothermal treatment o1 NaOHtreatment at 'C ith 5arious concentrations o1 NaOHD (a)(d) #ME (;)(e)
ME (c)(1) &'M (FNaOHGM)6
"f#
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A-*-+,-1* A-.-+,-1*
A-1-+,-1* A-*-+,-1* dar/
A-.-+,-1* dar/ A-1-+,-1* dar/
0eaction %imeh2
"e3radation ratio of dye!4!2
Fig A% :n1luence o1 I0 light irradiation on C0 photodegradation rate using
BaTiO# prepared 1rom hAdrothermal treatment o1 NaOH (FcatalAstG
'6 g29> FC0G &'mg29)
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Fig A& /+- patterns o1 BaTiO# prepared using hAdrothermal treatment o1 NaOH at 5arious sAnthesis temperaturesD &''C> 'C> &'C>
&'C> (FNaOHGM> sAnthesis timeD %h)
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Fig A( :n1luence o1 pH on C0 (&' mg29) photodegradation rate using B!""%"'
photocatalAst
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AaB
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A(B
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AcB
Fig A) HP9C2P-! chromatograms o1 the degradation intermediates at di11erentirradiation inter5als> recorded at (a) ' nm> (;) #' nm and (c) #'' nm6
(FBaTiO#G '6 g29> FC0G &'mg29)
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A J
f a
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I
1
C
/*
(
6:
X
d
a
c)
Fig A*6 !;sorption spectra o1 the photodegraded intermediates 1ormed
during the photodegradation process o1 the C0 dAe corresponding to
the peaKs in the HP9C chromatograph o1 Fig A)6 Spectra ere
recorded using the photodiode arraA detector6 Spectra !"L> a"1> and "
correspond to the peaKs !"L> a"1 and " in Fig A)> respecti5elA6
Fig A+ T:C spectra o1 HP9C2P-! chromatograms o1 the photodegradation
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intermediates o1 the C0 dAe (FBaTiO#G '6 g29> FC0G &'mg29)6
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Fig A!, ,S: mass spectra o1 intermediates 1ormed during the photodegradation o1
the C0 dAe a1ter theA ere separated ;A HP9C methodD mass spectra
denoted !"L> a"1> and " correspond to the !"L> a"1 and " species in
Fig A)> respecti5elA6
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Fig A!! 0ariation in the relati5e distri;ution o1 the intermediates o;tained
1rom the photodegradation o1 C0 as a 1unction o1 irradiation time6 Cur5es !"
correspond to the peaKs !" in Fig A)"a#> cur5es a"1 and " correspond to
the peaKs a"1 and " in Fig A)"b#> respecti5elA
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-
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-H%C
CH%
CH%
CH%
CH%H%C
A "C.#
-
-
-H%C
CH%
CH%
H
CH%H%C
/$0H 1HCH0
-
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-H%C
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H
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B
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CH%H%C
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F
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CH%
H
HH%C E
-
-
-H
HH
H
CH%H%C
H
-
-
-H%C
H
H
H
HH%C2
1HCH0
/$0H
N-demethylationFut3er degradation
-
-
-H
H
H
H
HH%C
I
-
-
-H
H
H
H
HH
J
1HCH0
/$0H
-H%C
H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
1HCH0
/$0H
/$0H 1HCH0
Fig A!$ Proposed mechanism in5ol5ed in N "de"methAlation o1 C0 using BaTiO#6