Inmovilización de TiO2 para descontaminación de aguas por fotocatálisis heterogénea

M. L. VERA; M. I. LITTER

Mar del Plata

Congreso; V Congreso Iberoamericano de Física y Química Ambiental; 2008

Unidad de Actividad Química de la Gerencia de Tecnología y Medioambiente de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Escuela de Posgrado de la Universidad Nacional de General San Martín (UNSAM), FCEN/UBA

  El TiO2 es un conocido fotocatalizador para la desinfección y destoxificación de aguas. Generalmente se lo utiliza en forma de suspensión en el agua contaminada, que al ser irradiada con luz UV da lugar a especies reactivas que transforman los contaminantes. Sin embargo, el uso de TiO2 en polvo implica la necesidad de incorporar una etapa de separación y recuperación del catalizador que puede eliminarse soportando TiO2 sobre distintos sustratos. Básicamente, existen dos vías principales de fijación de TiO2: a) impregnación directa del soporte con TiO2 particulado; b) generación del catalizador in situ a partir de un precursor (por ejemplo, por el método sol-gel) [1].    El 4-clorofenol se encuentra frecuentemente en aguas residuales debido a su extendido uso a escala industrial en síntesis de colorantes, drogas, fungicidas, etc. El cromo hexavalente es un contaminante de aguas residuales industriales (galvanoplastía, acabado de metales, procesos electrónicos, pigmentos y pinturas, tintura de cueros, etc.). Debido a su toxicidad aguda, sus efectos carcinogénicos y mutagénicos y su alta movilidad en aguas, su concentración en agua potable ha sido regulada en muchos países. La remoción del Cr(VI) se realiza generalmente por reducción a Cr(III), que se considera no tóxico. El agregado de un donor de electrones como el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) acelera notablemente la reducción fotocatalítica del Cr(VI). Por otro lado, el sistema mixto Cr(VI)/EDTA puede ser considerado como modelo de aguas residuales reales, en el que están presentes a la vez sustancias oxidantes y reductoras.    En este trabajo se exponen los resultados fotocatalíticos con ambos sistemas, el 4-clorofenol y el Cr(VI) en presencia de EDTA, de tres tipos de catalizadores de TiO2 inmovilizado preparados por: 1) impregnación directa de una suspensión de TiO2 comercial particulado (Degussa P-25) a esferas cerámicas [2]; 2) impregnación de una suspensión de P-25 por dip-coating a anillos de vidrio [3]; 3) formación de películas de TiO2 sobre placas de vidrio de borosilicato mediante un método combinado sol-gel a partir de isopropóxido de titanio, Ti(O-iC3H7)4, combinado con el agregado de P-25 [4].    Las esferas y anillos recubiertos con P-25 presentaron muy buena eficiencia en la degradación del 4-CP, incluso al someterlos a sucesivos reusos. 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. [1] Pozzo, R. L.; Baltanás, M. A.; Cassano, A. E. Catal. Today, 39, 219, 1997. [2] Piperata, G.; Meichtry, J. M.; Litter, M.I. Progress Colloid Polym. Sci., 128, 303, 2004. [3] Meichtry, J. M.; Lin, H.; de la Fuente, L.; Levy, I. K.; Gautier, E.A.; Blesa, M.A.; Litter, M.I. J. Solar Energy Eng., 129, 119, 2007. [4] Keshmiri, M.; Mohseni, M.; Troczynski, T. Appl. Catal. B: Environ., 53, 209, 2004.