Interaction of TiO2 with carboxylates dissolved in water

En este trabajo se reportan los resultados del estudio espectroscópico (ATR-FTIR) de la formación de complejos superficiales por químisorción de una serie de ligandos orgánicos (ácidos alifáticos dícarboxílicos, ácido salicílico y carboxipiridinas) sobre TiOz. Los espectros obtenidos a diferentes concentraciones de complejante y diferentes valores de pH se utilizaron para derivar el número mínimo de especies superficiales independientes requeridas para interpretar los datos, sus espectros FTIR, y sus constantes de estabilidad de tipo Langmuir. La información espectroscópica permitió la caracterización estructural de los complejos superficiales, y las constantes de estabilidad de una serie de complejos relacionados se usó para analizar las tendencias de estabilidad. Se muestra que la complejación superficial puede describirse como la quimisorción disociativa electroneutra del ácido neutro, involucrando frecuentemente la formación de quelatos mononucleares con sitios superficiales. Se encuentra una relación lineal de energía libre (LGER) entre la estabilidad de los complejos superficiales y la primer constante de acidez de los ligandos con una pendiente de 1.7. El tipo de estudio presentado en esta tesis será útil en la comprensión del comportamiento de mezclas de contaminantes en el curso de su tratamiento mediante catálisis heterogénea usando dióxido de titanio.In this work we report the results of a spectroscopic (FTIR-ATR) study of the formation of surface complexes by chemisorption of a series of organic ligands (dicarboxylic aliphatic acids, salicylic acid and carboxypyridines) onto TiO2. The spectra obtained at different complexant concentrations and pH values were used to derive the minimum number of independent surface complexes required to interpret the data, their FTIR spectra, and their Langmuir-type stability constants. The spectroscopic information allows the structural characterization of the surface complexes, and the stability constants give a data set on a series of related complexes that was used to analyze the stability trends. It is shown that surface complexation can be described as the dissociative electroneutral chemisorption of the neutral acid, frequently involving the formation of mononuclear surface chelates. A linear Gibbs energy relationship (LGER) between the stability of the surface complexes and the first acidity constant of the ligand is found with slope 1.7. The type of study presented here should be useful in understanding the behavior of pollutant mixtures in the course of their treatment by heterogeneous photocatalysis using titanium dioxide.Fil:Weisz, Ariel Dan. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina