Nanostructuras de Cd 1– x Ag x O 1– y diseñadas con vacantes de oxígeno para la remediación de tintes peligrosos impulsada por luz visible

Abordar los desafíos entrelazados de la remediación sostenible de aguas residuales y el desarrollo de fotocatalizadores heterogéneos eficientes para aplicaciones de luz visible sigue siendo un objetivo fundamental en la nanotecnología ambiental. Este estudio presenta el diseño y desarrollo racional de nanostructuras de Cd1-x Ag x O1-y diseñadas con vacantes de oxígeno como fotocatalizadores activos en luz visible de próxima generación para la remediación ambiental. La incorporación de dopantes de Ag en una matriz de CdO no solo modula la arquitectura de la red cristalina, sino que también promueve la formación de vacantes de oxígeno electrónicamente activas, mejorando así las propiedades optoelectrónicas del material. Investigaciones estructurales y espectroscópicas detalladas confirman que el dopaje de 3 % en peso de Ag induce deformación de la red, reduce el ancho de la banda prohibida e introduce estados en el medio que favorecen la absorción de luz visible y prologación de las vidas de portadores de carga. Estas características personalizadas culminan en una degradación fotocatalítica superior del tinte Amido Black 10B, logrando una eliminación del 91 % en 24 minutos bajo iluminación LED de 450 nm, adhiriéndose a la cinética de orden cero y proporcionando un alto rendimiento cuántico aparente del 27.5 %. Perspectivas mecánicas derivadas de ensayos con captadores y espectroscopía ESR revelan que los radicales superóxido (O2 •-) son las principales especies reactivas que impulsan la degradación oxidativa. Análisis electroquímicos, que incluyen el perfilado de Mott-Schottky y la espectroscopía de impedancia, respaldan aún más la separación de carga mejorada, la densidad de portadores elevada y el alineamiento favorable de bandas de energía inducidos por el dopaje con Ag y la generación de vacantes de oxígeno. El fotocatalizador exhibe una durabilidad operacional robusta durante cinco ciclos sin comprometer su estructura ni presentar lixiviado significativo de metal. La evaluación de fitotoxicidad a través de ensayos de germinación de garbanzos (Cicer arietinum L.) confirma la naturaleza no tóxica del efluente tratado, subrayando su compatibilidad ambiental. Colectivamente, este trabajo promueve Cd1-x Ag x O1-y como un fotocatalizador de alta eficiencia, diseñado con defectos, con una promesa significativa para la remediación sostenible de aguas residuales en condiciones de luz visible ambiental.