La degradació fotocatalítica de contaminants és una via efectiva per combatre la contaminació ambiental. En aquest estudi, s'han sintetitzat nanocomposites d'aerogel de TiO₂ porós, co-dopat amb Pt i Mn, mitjançant un procés sol-gel d'un sol pas seguit d'assecat supercrític. Aquests materials s'han avaluat per a la degradació de metilparabè (MeP) sota irradiació UV-A.
El disseny d'aquest fotocatalitzador combina la modificació bimetàl·lica amb un marc altament porós, generant interaccions sinèrgiques superficials i interfacials. L'anàlisi estructural mitjançant difracció de raigs X va confirmar la preservació d'una fase anatasa pura després del co-dopatge. Les caracteritzacions morfològiques i textuals van revelar nanopartícules esfèriques organitzades en una xarxa porosa amb una gran àrea superficial específica.
Les tècniques XPS i de mapatge elemental van demostrar la dispersió homogènia de les espècies de Pt i Mn sobre la superfície del TiO₂. Les propietats òptiques van mostrar un desplaçament cap al vermell en el límit d'absorció i un estretament del gap energètic, indicant modificacions en l'estructura electrònica induïdes pel co-dopatge. L'anàlisi de fotoluminescència va revelar una disminució notable de la intensitat d'emissió en les mostres co-dopades, suggerint una supressió de la recombinació electró-forat gràcies a l'efecte combinat d'atrapament de càrrega del Pt i Mn.
Els experiments fotocatalítics van demostrar una activitat significativament millorada dels nanocomposites de Pt-Mn/TiO₂ en comparació amb el TiO₂ original, seguint cinètiques de pseudo-primer ordre. La mostra 0.6%Pt-0.6%Mn/TiO₂ va exhibir el millor rendiment, aconseguint una degradació del 93% de MeP en 120 minuts sota llum UV-A, amb una bona estabilitat durant quatre cicles.
Aquests resultats suggereixen que l'activitat fotocatalítica millorada es deu a la modificació superficial sinèrgica induïda pel Pt i Mn, que afavoreix la separació de càrregues. Aquest treball subratlla el paper crucial de l'enginyeria superficial i interfaial induïda pels dopants en el rendiment fotocatalític per a aplicacions de tractament d'aigua.
