Empleo de materiales de TiO2 dopados con Ag en la eliminación de colorantes provenientes de los efluentes textiles

SCHULZ, P. C; ZUBIETA C. E; MESSINA P. V

Perú

Congreso; Congreso Iberoamericano de Química XXIV Congreso Peruano de Química; 2008

UNSAAC

Los colorantes provenientes de las industrias textiles producen serios problemas en el medio ambiente. Además de ser altamente tóxicos, estos compuestos impiden la penetración de la luz produciendo disturbios en los procesos biológicos. El uso en expansión de los colorantes ha llevado a sintetizar productos altamente cancerígenos como son las aminas aromáticas.  Los tratamientos de efluentes solo eliminan un 50 % de los colorantes en las aguas residuales; como consecuencia unas 400 toneladas diarias de los mismos se liberan a nuestro medio ambiente, ya sea suspendidos o disueltos en el agua. Esto hace necesario eliminar los colorantes antes de disponer de los residuos acuosos. Los tratamientos convencionales utilizados hasta el momento no han dado buenos resultados debido a que los colorantes son muy poco biodegradables. En los últimos años se ha estudiado ampliamente el proceso de adsorción para la remoción de colorantes reactivos. En especial se están utilizando materiales adsorbentes de TiO2, debido a las siguientes características: Permiten la degradación de la materia orgánica y reutilización del material, permiten que se produzca un proceso de destrucción oxidativa utilizando la luz solar, el catalizador es inocuo, fácil de manipular, poco costoso, en el proceso no se consumen oxidantes químicos sino oxígeno atmosférico. El TiO2 puede presentarse en tres fases cristalinas; anatasa, brookita y rutilo, siendo anatasa el material que presenta mayor capacidad de fotodegradación. Sin embargo, para aplicaciones prácticas el TiO2 necesita un mejoramiento en su capacidad de degradar la materia orgánica. Por esta razón se han hecho muchos estudios dopando el material TiO2 con metales de transición como Ag, Au, Pd, Pt.  Ag es el metal más prometedor para aumentar la eficiencia de foto degradación del óxido de titanio debido a que produce un aumento en la separación hueco-electrón lo que impide su recombinación. Además facilita la excitación del electrón debido a la creación de un campo eléctrico local. Para llevar a cabo nuestra investigación  se sintetizaron dos materiales de TiO2, (1) vía isopropoxido de Ti (Ti (IV) (iPrO)4) + solución (0.01M) de AgNO3; (2) vía Isopropoxido (Ti (IV) (iPrO)4) + solución (0.05M) AgNO3. Nuestro objetivo es evaluar la capacidad de remoción de dos colorantes reactivos y el poder de degradación de los materiales dopados con Ag y comparar estos valores con los obtenidos utilizando un  material de TiO2 de referencia (99 % anatasa obtenido en Aldrich) y un material de TiO2 puro obtenido a partir de isopropoxido de Ti (IV). Para ello se utilizaron dos colorantes: Azul de metileno (colorante catiónico) y azul alcalino (colorante aniónico). Además estudiamos las características de todos los materiales empleados utilizando técnicas típicas como: Microscopía de transmisión electrónica (TEM), Microscopía electrónica de barrido (SEM), Difracción de rayos X (XRD), Isotermas de adsorción de nitrógeno, Técnicas de espectroscopia de impedancia (IS)