Desarrollo de recubrimientos funcionales nanoestructurados basados en la incorporación de óxidos metálicos fotocatalíticos

Este trabajo se centra en el desarrollo de recubrimientos fotocatalíticos funcionales mediante la incorporación de óxidos metálicos. Inicialmente se realiza la funcionalización y optimización de un recubrimiento fotocatalítico, con el TiO2 como precursor principal. Para ello, se elabora un estudio comparativo con diversas técnicas de deposición, capaces de inmovilizar el precursor TiO2 en una matriz de fibras poliméricas obtenidas por la técnica de electrospinning, empleando para ello el polímero PAA. Una vez identificadas las dos técnicas de inmovilización que mejores resultados presentan, se elabora un nuevo estudio comparativo en donde se introducen diferentes óxidos metálicos (WO3, Fe2O3, SrTiO3) como elementos coadyuvantes del TiO2. De este estudio se obtiene la combinación de compuestos activos y la técnica de inmovilización más funcional. Una vez obtenido el recubrimiento fotocatalítico óptimo, se realiza con éste un estudio de degradación de diferentes tintes orgánicos, para así estudiar la tendencia de degradación que presentan estos tintes depositados en un mismo tipo de recubrimiento fotocatalítico. Por último, con el fin de obtener un recubrimiento que también pueda ser activado en el rango visible de la luz, se sintetizan nanopartículas de oro en la superficie de las partículas de TiO2, para activar el efecto de resonancia localizada de plasmones superficiales (LSPR). De esta manera, la fotocatálisis puede ser activada con una fuente que emite dentro del espectro visible.

This work focuses on the development of functional photocatalytic coatings through the incorporation of metal oxides. Initially, the functionalization and optimization of a photocatalytic coating are carried out, with TiO2 as the main precursor. To achieve this, a comparative study is conducted using various deposition techniques capable of immobilizing the TiO2 precursor in a matrix of polymeric fibers obtained through the electrospinning technique, using the polymer PAA. Once the two immobilization techniques that yield the best results are identified, another comparative study is conducted in which different metal oxides (WO3, Fe2O3, SrTiO3) are introduced as co-adjuvants for TiO2. From this study, the combination of active compounds and the most functional immobilization technique is determined. After obtaining the optimal photocatalytic coating, a study on the degradation of different organic dyes is conducted to examine the degradation trends of these dyes when deposited on the same type of photocatalytic coating. Finally, to obtain a coating that can also be activated in the visible light range, gold nanoparticles are synthesized on the surface of the TiO2 particles to activate the localized surface plasmon resonance (LSPR) effect. In this way, photocatalysis can be activated with a source that emits within the visible spectrum.