Degradación fotocatalítica del paracetamol utilizando diferentes fotocatalizadores de TiO2 dopados con grafeno y plata

Abstract

La degradación fotocatalítica del paracetamol se investigó utilizando catalizadores sintetizados mediante el método sol-gel. Los óxidos de titanio se sintetizaron mediante el dopado con plata y grafeno al 1%, todos los catalizadores fueron sintetizados mediante la técnica sol-gel. Sus estructuras cristalográficas se determinaron mediante difracción rayos X y Raman espectroscopía, obteniendo fase anatasa y se determinó la estructura del grafeno. Se realizaron pruebas en un reactor por lote donde se evaluó el efecto en la eficiencia de degradación de los diferentes catalizadores sintetizados. La mejor actividad fotocatalítica se encontró con el catalizador TiO2-Ag (1%), usando luz UV, con el cual se alcanzó a remover hasta un 82% del paracetamol con 2 h de tratamiento. Se realizaron cálculos de estructura electrónica para los diferentes confórmeros de la molécula de paracetamol a diferente pH, para entender su interacción con los catalizadores utilizados y subsecuente reacción con radicales hidroxilos en solución.

Photocatalytic degradation of paracetamol was investigated using catalysts synthesized by the sol-gel method. Titanium oxides were synthesized by doping with silver and 1% graphene, all catalysts were synthesized by the sol-gel technique. Its crystallographic structures were determined by X-ray diffraction and Raman spectroscopy, obtaining anatase phase and graphene structure was determined. Tests were carried out on a reactor per batch where the effect on the degradation efficiency of the different synthesized catalysts was evaluated. The best photocatalytic activity was found with the catalyst Tio2-Ag (1%), using UV light (254 nm/13 W of power), with which it was possible to remove up to 82% of the paracetamol with 2 h of treatment. Electronic structure calculations were performed for the different conformers of the paracetamol molecule at different pH, in order to understand their interaction with the catalysts and the subsequent reaction with hydroxyl radicals in solution.