Degradación de fenol en presencia de sustancias húmicas: utilización de TiO2 dopado con Ce con porosidad controlada

E. FARÍAS HERMOSILLA; M. V. MARTIN; J. A. ROSSO; P. I. VILLABRILLE

CABA

Simposio; 5ISEBE; 2016

UNSAM

Una de las principales limitacionesen la fotocatálisis con TiO2, es la imposibilidad de la oxidaciónpreferencial del contaminante. El problema radica en que los efluentes engeneral contienen bajas concentraciones del contaminante (sustancias altamentetóxicas), junto con altas concentraciones de materia orgánica natural (MON) quepuede actuar como scavenger. Losradicales reactivos generados en la superficie de TiO2 rara vezmigran al seno de la solución debido a su corto tiempo de vida y para queocurra la reacción deseada, los contaminantes deben estar disponibles en lasuperficie de TiO2. El objetivo de estetrabajo fue estudiar el efecto de la presencia de la MON sobre la eficiencia yla especificidad del proceso fotocatalítico. Para ello, se utilizaron catalizadoresde TiO2 dopado con Ce con una estructura porosa modificada mediantelas condiciones de síntesis: se agregó el surfactante Tween 80 a la mezcla paraobtener mayor porosidad. La estructuramesoporosa de TiO2 dopado con Ce (0.1 % atómico nominal) se sintetizó a partir de un sol orgánico/inorgánico compuestopor Tween 80, isopropanol, ácido acético, y tetraisopropóxido de titanio, en la relación molar de 0.3:28:6:1. Se utilizó Ce(NO3)36H2Ocomo precursor del metal dopante y se calcinó a 600°C. Se obtuvieron dos catalizadores:A (material preparado contensioactivo) y B (materialpreparado sin tensioactivo). Los catalizadoresresultantes se caracterizaron por fisisorción de N2 a 77 K (MicromeriticsASAP 2020).Se estudió ladegradación de fenol (50 mM) como contaminantemodelo en solución acuosa en presencia de ácidohúmico Aldrich (AHA) 12mg/L como ejemplo de MON, y de 1g/L de catalizador, con irradiación de 365 nm (Rayonet RPR-100).Se procedió al muestreoperiódico y en cada una de las muestras se determinó la concentración de fenolpor HPLC (HP 1050 Ti) y la concentración de carbono orgánico total (TOC,Shimadzu).Losresultados más relevantes se presentan en la Tabla:   A B Síntesis con tensioactivo sin tensioactivo área de superficial 63.7 m2/g 15.1 m2/g Degradación 80% 45% Mineralización 60% 20% Como puede observarse,se obtuvieron mejores resultados con el catalizador A, indicando que el control de la estructura porosa de TiO2puede suprimir el acceso a los poros del AHA y por lo tanto, mejorar laoxidación selectiva del fenol.