Se investigó el proceso de degradación fotocatalítica y la cinética de absorción de la solución acuosa del colorante Cibacron Brilliant Yellow 3G-P (Y) bajo luz UV-Vis. Se sintetizaron polvos de nano-compuestos de titanato de bario puro BaTiO (BT) y titanato de bario sustituido por iones de cobalto BaCoTiO (x = 0, 1) utilizando el método sol-gel y la desestabilización de soluciones coloidales, y se utilizaron como fotocatalizadores. El análisis de la estructura cristalina por difracción de rayos X en polvo (PXRD) de las nanopartículas (NPs) de BT reveló una reflexión prominente correspondiente a la estructura de perovskita. Sin embargo, se identificaron cualitativamente impurezas y distribuciones de fases secundarias en los patrones de PXRD para x >= 0.2 de la tasa de sustitución de cobalto. Los refinamientos de Rietveld de los datos de PXRD mostraron que la serie de nano-compuestos BCT experimenta una transición de la estructura de perovskita a la cerámica rutilo tipo ilmenita CoTiO (CT). Las nanopartículas producidas mostraron interacciones químicas robustas, según un análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Las nanopartículas de BT y BCT tenían fases hexagonales secundarias que coincidían con los resultados de PXRD y partículas pequeñas agregadas, de forma más esférica, con tamaños que variaban de 30 a 114 nm, según la microscopía electrónica de transmisión (TEM). Tras una evaluación exhaustiva de los nano-compuestos BCT con (x = 0.6), el análisis elemental por dispersión de rayos X (EDX) reveló distribuciones aleatorias de iones de cobalto. A través del análisis óptico de los espectros de fotoluminiscencia (PL), se examinaron la estructura electrónica, los portadores de carga, los defectos y los mecanismos de transferencia de energía de los compuestos. Debido a la presencia de iones de cobalto en la red de BT, los espectros de absorción UV-visible de BCT mostraron un ligero desplazamiento hacia el rojo en las curvas de absorción en comparación con las muestras de BT puro. Las características eléctricas y ópticas de los materiales, como su coeficiente de absorción de fotones, se pueden obtener de sus espectros UV-visibles. La reacción fotocatalítica es provocada por los pares electrón-hueco producidos por esta absorción. Las energías de banda prohibida estimadas de los compuestos examinados, que están en el rango de 3.79 a 2.89 eV, son intrigantes y requieren más investigación sobre su potencial como fotocatalizadores UV. Estos nano-cerámicos podrían ser capaces de abordar problemas de contaminación e impurezas, como la descomposición de contaminantes orgánicos y la producción de hidrógeno a partir del agua.