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Desarrollo de materiales sólidos cristalinos y evaluación de su desempeño en procesos fotoinducidos.

Objetivo

desarrollar una serie de materiales sólidos cristalinos tales como: bismutatos, tantalatos zirconatos, vanadatos, wolframatos y titanatos de metales de transición, alcalinos y alcalinotérreos, así como sulfuros metálicos, y determinar su actividad fotocatalítica en forma de polvos y películas en procesos fotoinducidos para la producción de hidrógeno (vector energético) usado como combustible de base solar y degradación de contaminantes orgánicos tales como azul de metileno, rodamina b, índigo carmín, orange g y naranja de metilo entre otros.

Lo anterior se alcanzará mediante los siguientes objetivos específicos: -sintetizar por diversos métodos como son el estado sólido, la ruta sol-gel, ruta coloidal, molienda mecánica, hidrotermal, co-precipitación y solvo-combustión, entre otros, materiales inorgánicos sólidos tales como: bismutatos, tantalatos, zirconatos, vanadatos, y titanatos de metales de transición, alcalinos y alcalinotérreos, así como sulfuros metálicos. -caracterizar los materiales obtenidos por xrd, dta-tga, ftir, uv-vis, sem/eds, tem.

Además de determinar sus propiedades de fisisorción: área superficial y porosidad por adsorción de n2 usando el método de bet.

-determinar el tipo de estructura cristalina que presentan los materiales sintetizados, tipo-perovskita (tantalatos, titanatos, bismutatos, zirconatos), laminar (perovskitas dobles base tantalo), túneles rectangulares (hexatitanatos de metales alcalinos) y tipo-pirocloro (a base de tantalo, niobio y bismuto) y con estructuras afines a los mismos.

-dopar con metales u óxidos metálicos los materiales sintetizados para mejorar sus propiedades electrónicas y sus características texturales, y buscar potenciar su posible uso tanto para la descontaminación del agua como para la generación de hidrógeno.

-impregnar un co-catalizador en los materiales semiconductores mediante la técnica de sputtering, cvd, dip-coating, doctor blade, o electrodepositación, en soportes base con óxidos de algunos elementos de transición para tratar de modificar sus propiedades estructurales y su ancho de la banda de energía prohibida (eg), e incrementar la eficiencia de la reacción fotocatalítica y fotoelectroquímica, principalmente en la producción de hidrógeno a partir de agua.

-determinar el valor de energía de banda prohibida (eg) mediante la técnica de uv-vis para cada uno de los materiales semiconductores.

-evaluar las propiedades fotocatalíticas de los materiales sintetizados en la degradación de contaminantes orgánicosevaluar las propiedades fotocatalíticas de los materiales sintetizados en la degradación de contaminantes orgánicos tales como azul de metileno, rodamina b, índigo carmín, orange g y naranja de metilo entre otros, presentes en solución acuosa y determinar los parámetros cinéticos de las reacciones fotocatalíticas evaluadas.

-llevar a cabo el análisis de carbono orgánico total (toc) en las reacciones fotocatalíticas de degradación en solución.

-evaluar las propiedades fotocatalíticas de los materiales sintetizados en la descomposición del agua en h2 y o2.

-optimizar los sistemas de reacción que hemos diseñado y construido para llevar a cabo las reacciones de descomposición del agua para generar hidrógeno vía fotocatalítica y fotoelectroquímica.

-determinar el efecto del uso de los co-catalizadores como son el nio, cuo, ruo2 y pt.

-preparar y caracterizar nanomateriales en forma de películas delgadas depositadas en sustratos tales como el vidrio por los métodos de sputtering, cvd, dip-coating, slip- casting.

-evaluar fotoelectroquímicamente los materiales desarrollados para determinar su actividad en la producción de hidrógeno y oxígeno.