Síntesis de nanovarillas de ZnO y su aplicación en la desinfección fotocatalítica del agua

Abstract

Se han sintetizado varillas de ZnO con dimensiones transversales y longitudinales en la escala manométrica y micrométrica respectivamente. Estas nanovarillas se hicieron crecer sobre sustratos de vidrio usando el siguiente procedimiento: Primero se prepararon películas delgadas de ZnO de diferentes espesores por el método de rocío pirolítico usando una solución de acetato de zinc con pH entre 3.5 y 5.5, como solvente se empleó etanol y agua en una relación de 3:1, estas películas fueron usados como precursoras y fueron posteriormente sumergidas en un baño de 2.1 M Zn(NO3)2 y 15 M NaOH a 90 °C durante diferentes tiempos. El material resultante fue caracterizado morfológicamente por microscopia electrónica de barrido y de transmisión, la estructura cristalina fue determinada usando difracción de rayos X y se usó espectroscopia UV-Visible a fin de estudiar su absorbancia óptica. Las varillas nanoestructuradas fueron usadas para degradar fotocatalíticamente bacterias E-coli en agua bajo la acción de una lámpara con radiación UV, lográndose eliminar una cepa completa de 6.86 x 106 UFC en 60 minutos. Se muestra la correlación entre la cristalinidad, morfología y efectos de la degradación de las bacterias.

It has been synthesized ZnO rods with transversal dimensions in the nanometer range and micrometer size. Nanorods were growth onto a flat glass substrate following the next procedure: First ZnO films with different thicknesses were prepared by spray pyrolysis and were used as a seeds, these films were prepared using zinc acetate solutions at defined pHs (3.5 to 5.5) and a ratio 3:1 of ethanol to water acting as a solvent. Then in order to obtain the rods, the obtained films were then placed in a bath treatment with 2.1 M Zn(NO3)2 and 15 M NaOH at 90 °C at different times. The resulting material was characterized morphologically by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy; X-ray diffraction was used to study its microstructure and spectroscopic studies in the ultraviolet-visible range were performed in order to characterize its optical absorbance. Prepared rods were studied for the photocatalytic degradation of E-coli bacterias in water under UV-A radiation, a completely sample of 6860000 UFC was eliminated in 60 minutes. It is shown the correlation among crystallinity, morphology and bacteria degradation effects.