Obtención de películas delgadas de ZnSe modificadas con Fe2+ y Cu2+ para su aplicación como fotoelectrocatalizador con especies activas de cloro para la degradación de anaranjado de metilo

Abstract

Películas delgadas de seleniuro de zinc (ZnSe), y modificadas con iones Fe2+ y Cu2+, fueron obtenidas por el método de electrodeposición y fueron estudiadas como catalizadores en el proceso de fotoelectrocatálisis para la degradación de anaranjado de metilo con especies activas de cloro. La caracterización del material sintetizado, a partir de sales precursoras de zinc y selenio, indicaron la presencia de micropartículas con un tamaño promedio del orden de 0.5 μm. Los difractogramas de rayos X, mostraron los planos cristalográficos 111 y 220 de seleniuro de zinc, así como el plano de seleniuro de hierro, así como la presencia de selenio elemental proveniente del baño químico. Así también, los espectros Raman mostraron vibraciones características del seleniuro de zinc, de igual modo picos del selenio elemental fueron encontrados. La presencia de zinc, selenio y cobre fueron corroborados por la técnica EDS, sin embargo, se encontró presencia excesiva de selenio en una proporción no estequiométrica y hierro no fue posible detectarse por esta técnica. Aproximando las energías de banda prohibida por medio de los espectros de absorción UV-Vis por reflectancia difusa, las películas de ZnSe y ZnSe-Fe mostraron máximos de absorción cercanos a 545 nm, mientras que la película de ZnSe-Cu mostro una reducción de energía de banda prohibida hasta 595 nm. El compuesto ZnSe mostró una buena actividad electrocatalítica con descoloración total en 45 min de reacción, con baja actividad fotocatalítica. Por ultimo, al introducir los metales de Fe y Cu, se llegó a mejorar el proceso fotoelectrocatalítico alcanzando una descoloración total en 35 min con para el caso de ZnSe-Fe y 25 min para el caso de ZnSe-Cu. Además del menor tiempo de degradación se notó la disminución de intensidad de los productos de degradación activos en la región UV.