Síntesis de nanoestructuras de óxido de wolframio por anodizado en condiciones dinámicas y dopado con nitrógeno para su empleo en aplicaciones medioambientales

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) tiene como objetivo lograr la descontaminación de contaminantes orgánicos presentes en el agua mediante nanoestructuras de óxido de wolframio (WO3) en presencia de radiación solar. Dichas nanoestructuras de óxido de wolframio se sintetizan mediante el método de anodizado en condiciones dinámicas. De este modo se pretende obtener una superficie nanoporosa que proporcione una gran superficie de contacto con el electrolito. Tras esto se realiza un tratamiento térmico en presencia de oxígeno (O2) o dopando con nitrógeno (N2). La reacción fotoelectroquímica que tiene lugar es la degradación de contaminantes orgánicos presentes en el electrolito empleando como ánodo de trabajo la nanoestructura de WO3. La reacción está fotocatalizada, por lo que se da en presencia de radiación electromagnética del rango de longitud de onda de la luz visible y del ultravioleta cercano. Se emplea tinte de Naranja de Metilo (MO) como contaminante orgánico. El seguimiento de la degradación del contaminante orgánico se realiza mediante un espectrofotómetro de absorción molecular ultravioleta-visible, tomando medidas de la absorbancia durante el tiempo de ensayo. De este modo se buscan las mejores condiciones de anodizado y de tratamiento térmico para eliminar la mayor cantidad posible de contaminante orgánico y poder aumentar la eficiencia del proceso de descontaminación.

In the present Final Degree Project (FDP) has as purpose to achieve the decontamination of organic pollutants present in the water by tungsten oxide nanostructure (WO3) in the presence of solar radiation. These nanostructure of tungsten oxide are synthesized by the method of anodization in dynamic conditions. In this way it is sought to obtain a nanoporous surface which provides a large contact surface with the electrolyte. A heat treatment is then carried out under an oxygen (O2) or doped nitrogen (N2) atmosphere.

The photoelectrochemical reaction that takes place is the degradation of organic pollutants present in the electrolyte, using as working anode the nanostructure of WO3. The reaction is photocatalyzed, so it is given in the presence of electromagnetic radiation in the range of visible and near ultraviolet light wavelengths.

Methyl orange (MO) dye is used as an organic pollutant. The degradation of organic pollutant is controlled by the ultraviolet-visible molecular absorption spectrophotometer, taking measurements of absorbance during the time of the test. In this way, the best anodizing conditions are sought in order to eliminate as many inorganic contaminant as possible and increase the efficiency of the decontamination process.

En el present Treball Fin de Grau (TFG) té com a objectiu aconseguir la descontaminació de contaminants orgànics presents a l'aigua mitjançant nanoestructures d'òxid de wolframi (WO3) en presència de radiació solar. Aquestes nanoestructures d'òxid de wolframi es sintetitzen mitjançant el mètode d'anoditzat en condicions dinàmiques. D'aquesta manera es pretén obtenir una superfície nanoporosa que proporcioni una gran superfície de contacte amb l'electròlit. Després d'això es realitza un tractament tèrmic en atmosfera d'oxigen (O2) o dopant amb nitrogen (N2). La reacció fotoelectroquímica que té lloc és la degradació de contaminants orgànics presents en l'electròlit, emprant com ànode de treball la nanoestructura de WO3. La reacció està fotocatalitzada, de manera que es dóna en presència de la radiació electromagentica del rang de longitud d'ona de la llum visible i l'ultraviolat proper. S'empra tint de taronja de metil (MO) com a contaminant orgànic. Elseguiment de la degradació dels contaminants orgànics es realitza mitjançant el espectrofotómetro d’absorció molecular ultavioleta-visible, prenent mesures de l'absorbància durant el temps d'assaig. D'aquesta manera es busca les millors condicions de anoditzat i tractament tèrmic per eliminar la major quantitat possible de contaminant orgànic i poder augmentar l'eficiència del procés de descontaminació.