Natural and doped diatoms for photodegradation under visible light

Abstract

La tierra de diatomeas fue recolectada de la Cuenca de San Miguel, presentando un alto contenido de diatomeas del género Aulacoseira en sus varvas más claras. Estas diatomeas fueron sometidas a modificación y limpieza de la superficie mediante tratamientos de intercambio iónico y solución de piraña. La estructura de las diatomeas se analizó mediante SEM, XRD y FTIR y el área de la superficie se evaluó mediante el método BET. La alteración de las cargas superficiales se analizó mediante el potencial Zeta y se observó una reducción en la capacidad de adsorción en las diatomeas tratadas. Además, los resultados de EDS mostraron una limpieza efectiva de cationes (Ca+, Na+), pero baja remoción de metales al ser tratadas con la solución de intercambio iónico, por otro lado el tratamiento de piraña logró la eliminación de metales (Al, Fe). Los valores de Bandgap de las diatomeas naturales son similares en comparación con las diatomeas tratadas con solución de piraña, pero diferentes en comparación con las tratadas con solución de intercambio iónico debido a la complejación de átomos de hierro en los sitios de desequilibrio de carga causados por el proceso de intercambio iónico. Las diatomeas fueron dopadas con nanopartículas de óxido de zinc (NP), nanopartículas de óxido de cerio (NP) y codopadas con ZnO/CeO2 en una relación molar 2:1, con el fin de estudiar el proceso de degradación del azul de metileno bajo la luz solar. Las diatomeas naturales fueron altamente efectivas en la degradación y adsorción, mejor que aquellas tratadas con intercambio iónico y solución de piraña. Las diatomeas dopadas con nanopartículas de óxido de cerio mostraron un efecto sinérgico de adsorción que condujo a una degradación más rápida, mientras que las dopadas con óxido de zinc y codopadas redujeron su capacidad de adsorción y rendimiento de degradación.