Síntesis de nanoestructuras semiconductoras magnéticas y efectos del campo magnético en su actividad fotocatalítica

El nuevo reto ambiental y de salud pública de los contaminantes emergentes ha impulsado a la comunidad científica y a las instituciones en la búsqueda de nuevos métodos para la gestión y eliminación de estos contaminantes. Las técnicas tradicionales de la gestión de aguas residuales han demostrado ser ineficaces para la eliminación de estos contaminantes orgánicos persistentes. Es por ello que ha aumentado el interés en el estudio de nuevas técnicas para su eliminación, mediante procesos baratos, eficaces y respetuosos con el medio ambiente y la salud humana. En este Trabajo Fin de Grado (TFG) se estudia la fotocatálisis heterogénea con óxido de titanio (TiO2) bajo luz UVvisible como método para la degradación de estos contaminantes, utilizando fenol como contaminante modelo. Para ello, se sintetizaron y caracterizaron estructuras semiconductoras magnéticas de la forma Fe3O4/SiO2/TiO2 para su utilización como fotocatalizadores en medio acuoso bajo luz UV-visible. Estas estructuras combinan las propiedades fotocatalíticas del óxido de titanio (semiconductor) con las propiedades magnéticas de las nanopartículas de magnetita, permitiendo su recuperación del medio descontaminado, abaratando los costes del proceso. Además, se estudió el efecto de un campo magnético AC en la actividad fotocatalítica de las estructuras.

The new environmental and public health challenge posed by emerging contaminants has driven the scientific community and institutions to seek new methods for managing and eliminating these pollutants. Traditional wastewater management techniques have proven ineffective in removing these persistent organic contaminants. This has led to increased interest in studying new techniques for their removal through processes that are cost-effective, efficient, and environmentally friendly, as well as safe for human health. This Bachelor's Thesis (TFG) examines heterogeneous photocatalysis with titanium oxide (TiO2) under UV-visible light as a method for degrading these contaminants, using phenol as a model pollutant. For this purpose, magnetic semiconductor structures in the form of Fe3O4/SiO2/TiO2 were synthesized and characterized for use as photocatalysts in an aqueous medium under UV-visible light. These structures combine the photocatalytic properties of titanium oxide (a semiconductor) with the magnetic properties of magnetite nanoparticles, enabling their recovery from the decontaminated medium, thereby reducing process costs. Additionally, the effect of an AC magnetic field on the photocatalytic activity of the structures was studied.