Utilizzo di Bismuto Tungstato (Bi2WO6) per la degradazione di inquinanti tramite fotocatalisi

In recent years, the increase in environmental problems such as air and water pollution has led scientists to support more and more research in the field of environmental remediation. One of the main aspects of these studies concerns the degradation of pollutants through photocatalysis, i.e. the phenomenon through which a substance, thanks to the absorption of light, which can be natural or artificial, modifies the speed of a chemical reaction, which in our case is it deals precisely with the degradation of pollutants. One of the widely used photocatalysts for water treatment is titanium dioxide (TiO2), this is mainly due to its high reactivity, good photostability, low cost and non-toxic. However, the latter is only able to absorb UV light, due to its large band gap of 3.20 eV, which is available for only about 4% of sunlight.[1] For this reason, further research was carried out to bring the highly active photocatalysis into the visible light range. From these it emerged that bismuth tungstate (Bi2WO6) is a possible solution to the problem. Bi2WO6 is an Aurivillius phase perovskite belonging to the bismuth oxide family [2] with a small band gap. However, its photocatalytic activity is limited due to its inability to absorb a wide range of solar radiation, ineffective charge separation, and its high recombination rate. To overcome this problem, various strategies are used such as doping, heterojunction construction, etc. [3] and I will test some of these methods and find the best one.

Negli ultimi anni l’aumento di problemi ambientali come l’inquinamento di aria e acqua ha portato gli scienziati a sostenere sempre più ricerche nell’ambito del risanamento ambientale. Uno degli aspetti principali di questi studi riguarda la degradazione di inquinanti tramite fotocatalisi, cioè il fenomeno attraverso il quale una sostanza grazie all’assorbimento della luce, che può essere naturale o artificiale, modifica la velocità di una reazione chimica, che nel nostro caso si tratta per l’appunto della degradazione di inquinanti. Uno dei fotocatalizzatori ampiamente usato per il trattamento delle acque è il biossido di titanio (TiO2), questo è dovuto soprattutto alla sua elevata reattività, buona fotostabilità, basso costo e al fatto di non essere tossico. Tuttavia, quest’ultimo è in grado di assorbire solamente la luce UV, per via del suo elevato band gap pari a 3,20 eV, che è disponibile per circa solo il 4% della luce solare.[1] Per questo motivo sono state effettuate ulteriori ricerche per fare in modo di portare la fotocatalisi altamente attiva nel campo della luce visibile. Da queste è emerso che il tungstato di bismuto (Bi2WO6) è una possibile soluzione al problema. Bi2WO6 è una perovskite in fase Aurivillius appartenente alla famiglia degli ossidi di bismuto [2] con uno stretto gap di banda. La sua attività fotocatalitica è però limitata a causa della sua incapacità di assorbire un’ampia gamma di radiazioni solari, separazione di carica inefficace e del suo alto tasso di ricombinazione. Per ovviare a questo problema vengono utilizzate diverse strategie come drogaggio, costruzione di eterogiunzione ecc… [3] ed io mi occuperò proprio di testare alcuni di questi metodi e trovarne il migliore.