ESTUDIO DE LA ACTIVIDAD FOTOCATALÍTICA DE NANOPARTÍCULAS DE SULFURO DE CADMIO SOPORTADAS SOBRE GRAFENO Y ÓXIDO DE GRAFENO

Abstract

Las nanopartículas de sulfuro de cadmio presentan un enorme interés por sus propiedades optoelectrónicas y su potencial aplicación en transistores de efecto de campo, diodos emisores de luz, fotorresistencias, celdas fotovoltaicas, sensores biológicos y fotocatalizadores entre otras. Sin embargo, en fotocatalizadores y celdas solares, los tiempos de recombinación del par electrón-hueco después de la foto generación son extremadamente cortos, con lo que el material aún debe mejorarse para aplicaciones comerciales. Una estrategia para solucionar este problema es favorecer la separación de las cargas mediante la incorporación de una estructura con una eficiente transferencia de electrones. Una de estas estructuras es el grafeno que tienen propiedades de transporte eléctrico muy elevadas. En este trabajo se propone la incorporación de nanopartículas de CdS sobre hojas de grafeno mediante una síntesis solvotérmica. Como precursores de Cd2+ y S2– se utilizaron soluciones de CdCl2 y Na2S respectivamente que reaccionaran en suspensiones de óxido de grafeno (GO) y de óxido de grafeno reducido con glucosa (r-GO), ambas sin exfoliar, para sintetizar GO@CdS y G@CdS. Se obtuvieron hojas estrujadas de grafeno de decenas de micras cuadradas decorado con nanopartículas de sulfuro de cadmio de decenas de nanómetros como se constata de imágenes SEM. Los polvos fueron estudiados por difracción de rayos X y espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier, el CdS esta presente en ambos casos y los sitios de crecimiento de las nanoparticulas de CdS es preferentemente en los lugares donde están presentes los grupos funcionales, por adsorción física de N2 se evaluaron sus propiedades texturales determinándose, para el caso de los catalizadores GO@CdS y G@CdS, áreas activas de 57 y 75 m2 -g –1 , respectivamente, y la actividad fotocatalítica fue evaluada estudiando la decoloración de azul de metileno (MB) por espectroscopia de Ultravioletavisible. Se observó un incremento en la actividad fotocatalítica de los materiales sintetizados con respecto a nanopartículas de CdS obtenidas por reacción directa de los precursores.