Modelado quimiométrico de la degradación fotocatalítica de rodamina B en TiO2 suspendido e inmovilizado bajo irradiación con UVA y luz verde

JESÚS M.N. MORALES; ALCARAZ, MIRTA R.; LOTO ALBA; TULLI FIORELLA ; MORAN VIEYRA FAUSTINO E.; BORSARELLI, CLAUDIO D.

San Luis

Congreso; VII reunión de fotobiólogos moleculares argentinos; 2024

Universidad Nacional de San Luis

Los colorantes orgánicos juegan un papel muy importante en varios tipos de industrias, pero su disposición final sigue siendo un desafío a nivel ambiental debido a su potencial toxicidad. Monitorear sus cinéticas de consumo y sus productos/intermediarios en los procesos de degradación es de gran importancia para diseñar estrategias de remediación y evaluar costo/beneficio. En este sentido, el uso de técnicas analíticas como HPLC, RMN, y/o espectrometría de masas ofrecen información detallada de los intermediarios y productos de reacción; pero son costosas, laboriosas, y no siempre accesibles. Por el contrario, la combinación de datos espectroscópicos con métodos quimiométricos, como análisis multivariado de curvas por cuadrados mínimos alternantes (MCR-ALS), representa una alternativa de fácil uso que puede servir para la elucidación de mecanismos de reacción químicos y fotoquímicos de forma simple y eficiente.En este trabajo, evaluamos la factibilidad de la aplicación de MCR-ALS con datos de espectroscopías de absorción y emisión UV-Vis para la caracterización mecanística de la degradación fotocatalítica de rodamina B (RhB), usando TiO2 en suspensión e inmovilizado bajo irradiación UVA y visible. La fotodegradación también fue evaluada por HPLC, para comparar el grado de resolución del método quimiométrico. Para el caso de la irradiación en el visible del TiO2 inmovilizado, el análisis MCR-ALS reveló que la fotodegradación involucra hasta 5 especies con espectros UV-Vis diferentes (Figura 1a), una especie menos que lo observado con el análisis por HPLC (Figura 1b). Sin embargo, para el caso de TiO2 en suspensión, el análisis MCR-ALS de la fotodegradación de RhB solo resolvió hasta 4 intermediarios (Figura 1C), ya que debido al semiconductor suspendido se dificulta el monitoreo espectroscópico y por HPLC. Para el caso de irradiación de las películas de TiO2 con UVA, se observaron 3 especies por MCR, pero por HPLC se observaron 6 especies diferentes al igual que la irradiación en visible, para las suspensiones, no se observaron intermediarios por MCR.En conclusión, la aplicación de MCR-ALS con datos espectroscópicos ofrecen una herramienta fácil y un rápido camino para el análisis de mecanismos complejos de reacción fotocatalíticas, particularmente para los casos de semiconductores inmovilizados en soportes sólidos, que permite su fácil separación del medio de reacción.