Aplicaciones ambientales del titanato de níquel (NiTio3) dopado con cerio (Ce) para la degradación de la rodamina B en soluciones acuosas
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Date
2026
Authors
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Publisher
Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann
Abstract
Los colorantes sintéticos en efluentes textiles representan contaminantes recalcitrantes que escapan a los tratamientos convencionales. El presente estudio evaluó la eficiencia fotocatalítica del titanato de níquel dopado con cerio (Ce-NiTiO) para la degradación de la colorante rodamina B en soluciones acuosas bajo irradiación ultravioleta. Se prepararon cuatro fotocatalizadores Ce-NiTiO₃ con concentraciones de cerio de 0, 1, 3 y 5 % molar, sintetizado mediante el método sol-gel con calcinación a 600 ° C durante 2 horas. Bajo un enfoque cuantitativo experimental, los materiales fueron caracterizados por difracción de rayos X con refinamiento Rietveld, espectroscopía Raman, FTIR, UV-Vis por reflectancia difusa, análisis térmico TGA-DSC y microscopía electrónica SEM-EDS. La actividad fotocatalítica se evaluó mediante la degradación de rodamina B (10 mg/L) a 254 nm durante 140 minutos; la cinética de reacción se modeló mediante el modelo de pseudo-primer orden de Langmuir-Hinshelwood. El refinamiento Rietveld confirmó fase ilmenita hexagonal pura (grupo espacial R-3) sin segregación de fases secundarias hasta 5 % Ce. El dopaje redujo sistemáticamente el band gap de 2,21 eV (puro) a 2,01 eV (5 % Ce) y el tamaño de cristalito de 46,13 nm a 30,61 nm. El análisis comparativo estableció una relación monotónica creciente: NiTiO₃-5 %Ce alcanzó la mayor eficiencia de degradación (62,41 %, k = 0,00784 min⁻¹, R² = 0,969), superando al 3 %Ce (53,30%), 1 %Ce (47,95%) y al material puro (45,94 %). El Ce-NiTiO₃ constituye un fotocatalizador promisorio para el tratamiento de efluentes textiles contaminados con rodamina B, con desempeño superior al TiO-P25 comercial (+20,6 %) y potencial aprovechamiento de luz solar dado su band gap reducido de 2,01 eV. Estos resultados orientan el diseño racional de perovskitas tipo ilmenita dopadas con lantánidos para aplicaciones de remediación ambiental a escala.
Description
Keywords
NitiO, Dopaje con cerio, Fotocatálisis