IMAM   24519
INSTITUTO DE MATERIALES DE MISIONES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Eficiencia fotocatalítica de recubrimientos anódicos nanotubulares de TiO2
Autor/es:
MARÍA LAURA VERA; HERNÁN DARÍO TRAID; ALICIA ESTHER ARES; MARTA IRENE LITTER
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; 5° Congreso de Ciencias Ambientales, COPIME 2015; 2015
Institución organizadora:
Consejo Profesional de Ingeniería Mecánica y Electricista
Resumen:
El TiO2 es un conocido fotocatalizador para la desinfección y descontaminación de aguas y aire, que al ser irradiado con luz UV da lugar a especies reactivas que transforman los contaminantes mediante un proceso denominado fotocatálisis heterogénea. Generalmente, se utiliza el TiO2 suspendido en el fluido contaminado. Sin embargo, el uso de TiO2 nanoparticulado implica la necesidad de incorporar una costosa etapa de separación y recuperación del catalizador. Esta etapa puede eliminarse inmovilizando TiO2 sobre soportes. Uno de los métodos más promisorios y simples para obtener recubrimientos de TiO2 es la oxidación anódica. Esta técnica electroquímica permite el crecimiento de óxido sobre titanio haciendo circular corriente continua entre el titanio empleado como ánodo y un cátodo de platino, ambos sumergidos en un electrolito. En el presente trabajo, se sintetizaron recubrimientos nanotubulares de TiO2 mediante oxidación anódica de titanio comercialmente puro, empleando una solución acuosa de HF 1% v/v como electrolito, a voltajes constantes de 8 a 20 V durante 15 min. Para cristalizar los recubrimientos, se realizaron tratamientos térmicos a 450 °C durante 1 h. La morfología de los recubrimientos se observó por microscopía electrónica de barrido, y las fases cristalinas se determinaron mediante difracción de rayos X con incidencia rasante de 1°. La evaluación de la actividad fotocatalítica se realizó utilizando como contaminante modelo una solución de dicromato de potasio con ácido etilendiaminotetracético (EDTA), en una relación de concentraciones molares [EDTA]/[Cr(VI)] de 1,25 a pH 2. En dicha solución, se sumergió el fotocatalizador soportado, y el sistema se irradió con luz UV durante 300 min. Los cambios en la concentración de Cr(VI) se siguieron mediante la técnica espectrofotométrica de la difenilcarbacida (DFC), midiendo la absorbancia del producto formado entre el Cr(VI) y la DFC a 540 nm. Mediante la síntesis de recubrimientos, se obtuvieron nanotubos que resultaron amorfos previamente al tratamiento térmico, y cristalinos en fase anatasa y rutilo, luego del mismo. El diámetro y el espesor de la pared promedio de los nanotubos aumentaron con el voltaje de oxidación desde 27 nm a 63 nm, y de 4 nm a 11,5 nm, respectivamente.Al evaluar la actividad fotocatalítica de los recubrimientos de TiO2, en todos los casos se obtuvo un porcentaje de reducción de Cr(VI) por encima del obtenido por fotólisis simple (en ausencia de TiO2). Un aumento en el diámetro de los nanotubos (disminución del área total) dio un aumento lineal de la reducción de Cr(VI), indicando que la remoción está relacionada con la accesibilidad de luz y del sistema contaminante a la superficie de los nanotubos. La máxima remoción (80%) se produjo con el óxido crecido a 20 V con tratamiento térmico posterior, y la menor remoción (40%) con el óxido crecido en las mismas condiciones, pero sin tratamiento térmico, indicando la importancia de la cristalinidad del material en la actividad fotocatalítica.Estos fotocatalizadores, de preparación simple, resultan promisorios para ser utilizados en fotorreactores con TiO2 inmovilizado para el tratamiento de contaminantes en sistemas acuosos y gaseosos.