Síntesis y caracterización de compósitos ZnZr para la fotodegradación de compuestos fenólicos en agua: efecto de la adición de ZrO2 sobre hidrocincita Zn5(OH)6(CO3)2 - Tzompantzi Flores, Clara (Universidad Autónoma Metropolitana, 2017)
En el presente trabajo inicialmente se propuso el uso de hidrocincita para la fotodegradación de fenol, el material por sí solo presentó bajos porcentajes de fotodegradación. Tratando de mejorar la actividad fotocatalítica de la hidrocincita se llevó a cabo la síntesis de materiales compuestos Zr4+/Zn2+. Los materiales se sintetizaron en un solo paso empleando el método de coprecipitación química. Los porcentajes molares de Zr4+ añadido fueron de 0.5, 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0 y 15.0%. Las muestras fueron etiquetadas como ZnZr-X%, donde X es el porcentaje molar de Zr4+ añadido. Con la intención de estudiar propiedades estructurales, ópticas y texturales de los sólidos secos (100 °C) se usaron las técnicas de caracterización de difracción de rayos x (DRX), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopia de reflectancia difusa (DRS), adicionalmente se realizaron los análisis termogravimétrico (TGA) y textural. La actividad fotocatalítica de los materiales fue evaluada a través de la degradación de fenol (F), 4-Clorofenol (4CF), 2,4-diclorofenol (24DCF) y 2,4,6-triclorofenol (246TCF). Todos los experimentos se llevaron a cabo a una concentración de 40 ppm bajo irradiación de luz UV. Los resultados obtenidos demuestran que la adición de Zr4+ a hidrocincita mejora la fotodegradación de los contaminantes. La facilidad con la que las moléculas contaminantes se degradan es: fenol<4CF<24DCF<246TCF. De acuerdo a los experimentos el material que presentó mayor actividad fotocatalítica fue la muestra ZnZr8.0%. Adicionalmente se hizo un estudio térmico, en éste los materiales fueron calcinados a 150 °C, 200 °C, 250 °C y 300 °C. La evaluación fotocatalítica demostró que los materiales calcinados presentan menor actividad que la de los materiales secos a 100 °C.; In this research work we proposed the hydrozincite use for the photodegradation of phenolic organic molecules, the results for hydrozincite gave low photodegradation percentages. In order to improve the photocatalytic activity we carried out the synthesis of composites materials Zr4+/Zn2+. The materials were synthetized by chemical coprecipitation technique, the added mole percentages of Zr4+ were 0.5, 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0 y 15.0%. The samples were labeled as ZnZr-X%, where X is the added mole percent of Zr4+. Once synthetized, the materials were characterized by the following techniques: X ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and the thermogravimetric analysis (TGA) and of physisoprtion of N2. The goal of the characterization techniques is the study of structural, optical and textural properties. The materials photoactivity was evaluated through the phenol (F), 4-chlorophenol (4CF), 2,4 dichlorophenol (24DCF) and 2,4,6-trichlorophenol (246TCF). The pollutant concentration employed for the photodegradation study was 40ppm, the experiments was carried out under UV-ligth irradiation. The results show that the Zr4+ addition to hydrozincite improve the pollutants photodegradation. The degradation facility of the pollutants is according to: phenol<4CF<24DCF<246TCF, the tests showed that ZnZr-8.0% has the best photocatalytic activity. A thermal study was also carried out, in this section the materials were calcined at 150 °C, 200 °C, 250 °C y 300 °C. The photocatalytic evaluation showed that the calcined materials have a lower activity in comparison to the dry materials (100°C).