Preparación de fotocatalizadores de TiO2 soportados para su uso en potabilización de aguas. - Vera, María Laura (2008)
El TiO2 es un conocido fotocatalizador para la desinfección y desintoxicación de aguas. Generalmente se lo utiliza en forma de suspensión en el agua contaminada, y al irradiarse el sistema con luz UV se forman especies reactivas que transforman los contaminantes por un proceso denominado fotocatálisis heterogénea. Sin embargo, el uso de TiO2 en polvo implica la necesidad de incorporar una etapa de separación y recuperación del catalizador en el proceso de descontaminación, que puede eliminarse si se inmoviliza el TiO2 soportándolo sobre distintos sustratos. En este trabajo se exponen los resultados de preparación, caracterización y actividad fotocatalítica de muestras de TiO2 inmovilizado por tres técnicas diferentes: 1) impregnación de una suspensión de TiO2 comercial particulado (Degussa P-25) a esferas cerámicas por inmersión directa; 2) impregnación de una suspensión de P-25 por dip-coating a anillos de vidrio; 3] formación de películas de TiO2 sobre placas de vidrio de borosilicato mediante un método combinado sol-gel a partir de tetraisopropóxido de titanio, Ti(O-iC3H7)4, combinado con el agregado de P-25. En todos los casos, se analizó la influencia de los parámetros de cada método de inmovilización en la actividad fotocatalítica. Debido a que se planea usar el catalizador inmovilizado en un fotorreactor de recirculación, o de flujo continuo, se evaluó su estabilidad frente a un flujo de agua donde pueden tener lugar efectos abrasivos y erosivos del agua en circulación, que podrían remover el recubrimiento de TiO2 con el tiempo de uso. En el caso de las placas recubiertas por sol-gel, la caracterización del material se realizó por microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X y, para evaluar la adherencia del recubrimiento, se realizaron ensayos de rayado. Adicionalmente, se evaluó la eficiencia fotocatalítica de películas de TiO2 depositadas por arcos catódicos preparadas por el grupo de Grupo de Descargas Eléctricas del Instituto de Física del Plasma (INIP-CONICET-UBA). Como contaminantes modelo para la evaluación de la actividad fotocatalítica se emplearon el 4-clorofenol, y el Cr(VI) en presencia de ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). Las esferas y anillos recubiertos con P-25 presentaron muy buena eficiencia en la degradación del 4-CP, incluso al someterlos a sucesivos recursos. Por el método sol-gel combinado con el agregado de P-25, se obtuvieron películas de TiO2 de notable adherencia y fotoactividad, sobre todo en la reducción de Cr(VI) en presencia de EDTA. Las películas de TiO2 sintetizadas por arcos catódicos también dieron muy buenos rendimientos de reducción fotocatalítica de Cr(VI).