Synthesis and characterization of calcium titanate (CaTiO3) as a potential electrochemical sensor of organic pollutants in aqueous solution
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Universidad Autónoma de Baja California
Resumen
Descripción
Organic contaminants are highly toxic and volatile and accumulate in fatty tissues. Due to their persistence and mobility, it is possible to find them practically anywhere on the planet, even where they have never been used. For this reason, monitoring and vigilance in water bodies are essential. We synthesized calcium titanate (CaTiO3) particles using the solid-state method in the present research. Several physicochemical techniques characterized the particles: energy dispersive spectroscopy (EED), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), diffuse reflectance spectroscopy (ERD), and electrochemical: cyclic voltammetry (CV), among others.; It was found via XRD and Raman that the crystalline structure is orthorhombic with space group Pbnm. The synthesized CaTiO3 particles have an average diameter of ≈ 2 µm. Furthermore, the value obtained for the energy gap (Eg) was 3.41 eV; it also presents a low energy step at a value of 2.66 eV, which may correspond to the mingap electronic states. The glassy carbon electrode modified with the CaTiO3 film showed a sensitivity for determining nitrobenzene (NB) in an aqueous solution. Therefore, it can be concluded that the development of CaTiO3 particles is a viable alternative to be used as a sensor of organic contaminants in water.
Los contaminantes orgánicos son altamente tóxicos y volátiles se acumulan en los tejidos grasos; Debido a su persistencia y movilidad, es posible encontrarlas prácticamente en cualquier parte del planeta, incluso en lugares donde nunca han sido utilizadas. Por esta razón, el monitoreo y la vigilancia en los cuerpos de agua son fundamentales. En la presente investigación, se sintetizaron partículas de titanato de calcio (CaTiO3) utilizando el método de estado sólido. Las partículas se caracterizaron por diversas técnicas fisicoquímicas: difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de dispersión de energía (EDE), espectroscopia de reflectancia difusa (ERD), y electroquímica: voltamperometría cíclica (VC), entre otras. Se encontró a través de DRX y Raman que la estructura cristalina es ortorrómbica con el grupo espacial Pbnm. Las partículas de CaTiO3 sintetizadas tienen un diámetro promedio de ≈ 2 µm; Además, el valor obtenido para la brecha de energía (Eg) fue de 3,41 eV; también presenta un paso de baja energía en un valor de 2.66 eV, que puede corresponder a los estados electrónicos mingap. El electrodo de carbón vítreo modificado con la película de CaTiO3 mostro una sensibilidad para la determinación de nitrobenceno (NB) en solución acuosa. Por lo tanto, se puede concluir que el desarrollo de partículas de CaTiO3 es una alternativa viable para ser utilizado como sensor de contaminantes orgánicos en agua.
Los contaminantes orgánicos son altamente tóxicos y volátiles se acumulan en los tejidos grasos; Debido a su persistencia y movilidad, es posible encontrarlas prácticamente en cualquier parte del planeta, incluso en lugares donde nunca han sido utilizadas. Por esta razón, el monitoreo y la vigilancia en los cuerpos de agua son fundamentales. En la presente investigación, se sintetizaron partículas de titanato de calcio (CaTiO3) utilizando el método de estado sólido. Las partículas se caracterizaron por diversas técnicas fisicoquímicas: difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de dispersión de energía (EDE), espectroscopia de reflectancia difusa (ERD), y electroquímica: voltamperometría cíclica (VC), entre otras. Se encontró a través de DRX y Raman que la estructura cristalina es ortorrómbica con el grupo espacial Pbnm. Las partículas de CaTiO3 sintetizadas tienen un diámetro promedio de ≈ 2 µm; Además, el valor obtenido para la brecha de energía (Eg) fue de 3,41 eV; también presenta un paso de baja energía en un valor de 2.66 eV, que puede corresponder a los estados electrónicos mingap. El electrodo de carbón vítreo modificado con la película de CaTiO3 mostro una sensibilidad para la determinación de nitrobenceno (NB) en solución acuosa. Por lo tanto, se puede concluir que el desarrollo de partículas de CaTiO3 es una alternativa viable para ser utilizado como sensor de contaminantes orgánicos en agua.
Palabras clave
Perovskite, CaTiO3, Organic contaminants, Electrochemical sensor, Aqueous solution, Perovskita, CaTiO3, Contaminantes orgánicos, Sensor electroquímico, Solución acuosa