Structured photocatalysts for the removal of emerging contaminants under visible or solar light

Belver, Carolina; Bedia, Jorge; Peñas-Garzón, Manuel; Muelas-Ramos, Virginia; Gómez-Avilés, Almudena; Rodrı́guez, Juan J.

doi:10.1016/b978-0-12-818334-2.00003-1

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“…The surface of TiO 2 is believed to have high oxidation potential which makes it able to break down many organic substances in photocatalysis process. Photocatalysis is referred to the reaction that uses light to activate a photocatalyst and then increase the speed of chemical reaction by lowering the activation energy for the primary reaction to occur [4]. Photocatalytic reaction in general involved six photocatalytic processes which are (1) charge separation process, (2) surface recombination, (3) surface trapping, (4) surface recombination, (5) interfacial charge transfer, and (6) back reaction [5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Photocatalytic and Antibacterial Properties of a 3D Flower-Like TiO2 Nanostructure Photocatalyst

et al. 2021

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Flower-like titanium dioxide (TiO2) nanostructures are successfully synthesized using a hybrid sol-gel and a simple hydrothermal method. The sample was characterized using various techniques to study their physicochemical properties and was tested as a photocatalyst for methyl orange degradation and as an antibacterial material. Raman spectrum and X-ray diffraction (XRD) pattern show that the phase structure of the synthesized TiO2 is anatase with 80-100 nm in diameter and 150–200 nm in length of flower-like nanostructures as proved by field emission scanning electron microscope (FESEM). The energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis of flower-like anatase TiO2 nanostructure found that only titanium and oxygen elements are present in the sample. The anatase phase was confirmed further by a high-resolution transmission electron microscope (HRTEM) and selected area electron diffraction (SAED) pattern analysis. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) result shows that the sample had a large surface area (108.24 m2/g) and large band gap energy (3.26 eV) due to their nanosize. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis revealed the formation of Ti4+ and Ti3+ species which could prevent the recombination of the photogenerated electron, thus increased the electron transportation and photocatalytic activity of flower-like anatase TiO2 nanostructure to degrade the methyl orange (83.03%) in a short time (60 minutes). These properties also support the good performance of flower-like titanium dioxide (TiO2) nanostructure as an antibacterial material which is comparable with penicillin which is 13.00 ± 0.02 mm inhibition zone against Staphylococcus aureus.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Photocatalytic and Antibacterial Properties of a 3D Flower-Like TiO2 Nanostructure Photocatalyst

et al. 2021

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“…However, the current trend of using solar light as a cost-effective energy source hinders the use of TiO 2 due to the characteristic large band gap value (E g % 3.2 eV). It results in that only the UV contribution from the solar spectrum (i.e., around 5 %) can be harvested to generate the electron/hole pair responsible for the formation of oxidant radicals that may allow the degradation of the contaminants [5][6][7]. Different approaches are explored to expand the light absorption edge of TiO 2 -based photocatalysts towards the visible region, such as the use of dopant species or sensitizers.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Azaindole grafted titanium dioxide for the photodegradation of pharmaceuticals under solar irradiation

Peñas-Garzón

Gómez-Avilés²,

Álvarez-Conde³

et al. 2023

Journal of Colloid and Interface Science

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“…Además, la fotocatálisis se considera un proceso avanzado de oxidación (PAO), ya que la conversión de los contaminantes se realiza mediante la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés, por ejemplo, radicales hidroxilos, HO • o aniones radicales superóxido, O 2 •-), que se caracterizan por presentar un alto poder oxidante. En el caso de la fotocatálisis, los siguientes pasos (mostrados en las ecuaciones (1)-( 4) y esquematizados en la Figura S3) se producen entre la irradiación del fotocatalizador y la generación de las ROS (todos estos pasos ocurren en una escala de tiempo de 10 -15 a 10 -12 s) (Belver et al, , 2020):…”

Section: Introductionunclassified

Síntesis y evaluación de fotocatalizadores TiO2/carbón activo: un enfoque multidisciplinar y cooperativo para estudiantes de ingeniería química

et al. 2023

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El uso de la fotocatálisis para la eliminación de contaminantes presentes en las masas de agua ha experimentado una gran atención en las últimas décadas, y esto debería reflejarse también en la formación científica de los y las estudiantes del grado de ingeniería química. Con el objetivo de ampliar sus competencias en esta materia, se presenta un experimento multidisciplinar de cinco sesiones en el que se proporciona un espacio para el trabajo cooperativo. Este se compone de tres etapas secuenciales en el laboratorio: i) síntesis de fotocatalizadores, TiO2 sin soportar y soportado sobre carbón activo (CA, incluyendo la descripción paso a paso de la preparación del CA y la síntesis solvotermal del TiO2); ii) caracterización estructural y óptica de las muestras; y iii) evaluación de la actividad fotocatalítica (en la degradación de acetaminofeno, comercialmente paracetamol, utilizando luz solar) y la separación de la disolución; más una adicional de presentación y discusión de resultados. Los resultados del experimento mostraron que el TiO2 no soportado realiza la degradación más rápida del contaminante, mientras que el fotocatalizador soportado (TiO2/CA) presenta la mayor velocidad de sedimentación (y, por tanto, una recuperación más fácil del medio). El objetivo de esta actividad es fomentar en los y las estudiantes la capacidad crítica para considerar los dos aspectos de la aplicación general de un fotocatalizador, dándoles una visión multidisciplinar sobre cómo los fotocatalizadores pueden ser empleados para la protección del medio ambiente, desarrollando su concepción sobre justicia ambiental y su importancia en la ingeniería química.

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Structured photocatalysts for the removal of emerging contaminants under visible or solar light

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Photocatalytic and Antibacterial Properties of a 3D Flower-Like TiO2 Nanostructure Photocatalyst

Photocatalytic and Antibacterial Properties of a 3D Flower-Like TiO2 Nanostructure Photocatalyst

Azaindole grafted titanium dioxide for the photodegradation of pharmaceuticals under solar irradiation

Síntesis y evaluación de fotocatalizadores TiO2/carbón activo: un enfoque multidisciplinar y cooperativo para estudiantes de ingeniería química

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