Fotodegradación de Doxiciclina por nanopartículas de TiO2 soportadas en MCM-41 Maximilano

F. BERDINI; J. ORTIZ OTALVARO; M. AVENA; M. BRIGANTE

Río Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados 2022; 2022

El objetivo de este trabajo fue estudiar la cinética de fotodegradación del antibiótico doxicilina (DXC) en solución acuosa, mediante irradiación UV, utilizando nanopartículas (NPs) de TiO2 soportadas sobre MCM-41. El soporte es conocido por ser inocuo y tener elevada área superficial, lo cual permite minimizar la agregación de las NPs aumentando su capacidad fotocatalítica y facilitando su recuperación. Los estudios fueron realizados en una celda de reacción termoestatizada y usando una cámara compuesta de dos lámparas UV-C de 18 W c/u (irradiancia = 3216 µW/cm2). El análisis de la cantidad fotodegradada se realizó mediante espectroscopia UV-Vis y los datos experimentales fueron ajustados por una cinética de primer orden. Se evaluaron diferentes condiciones de pH, relación TiO2/MCM-41 y concentración inicial de contaminante. Se complementaron los estudios con el análisis de carbono orgánico total (COT) del sobrenadante antes y posterior a la degradación a fin de cuantificar el porcentaje de mineralización (%miner). Los resultados obtenidos mostraron que la velocidad de fotodegradación depende significativamente del pH, aumentando a media que el pH disminuye. Se observó también que la degradación a pH neutros y alcalinos, si bien es significativa (llegando hasta 60% pH 9), no es completa ya que no genera prácticamente metabolitos inorgánicos, lo que sugiere un cambio en el mecanismo de fotodegradación (ej. vía radicales hidroperoxilos, ?OOH, a pH ácidos, y vía radicales ?OH a pH alcalinos). La descomposición también aumentó significativamente con el aumento en la relación TiO2/MCM-41 y con la disminución de la concentración inicial de DXC. De hecho, el %miner pasó de 23% a 73% a pH 3 al disminuir la concentración de 130 a 30 µM. Los resultados obtenidos revelaron, por un lado, el uso de la espectroscopia UV-Vis como técnica rápida, sencilla y no tan costosa para el seguimiento de la fotodegradación de este tipo de contaminantes y, por el otro lado, ser un puntapié inicial para la fabricación de diferentes nanocatalizadores soportados en la descontaminación de efluentes acuosos.