Resistencia mecánica de recubrimientos nanotubulares de TiO2 como fotocatalizadores

MARIA LAURA VERA; HERNAN D. TRAID; HENRIKSON, EDGARD RUBÉN; DWOJAK, ANABELA N.; MARTA I. LITTER; CARLOS E. SCHVEZOV; MARIO ROBERTO ROSENBERGER

Congreso; Encuentro Argentino y Latinoamericano de Ingeniería CADI / CLADI / CAEDI; 2021

Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires

En el marco del desarrollo de fotocatalizadores de TiO2 soportado destinados a procesos de fotocatálisis heterogénea para la descontaminación de efluentes, se evaluaron las propiedades mecánicas de recubrimientos nanotubulares de TiO2. Los recubrimientos se sintetizaron por oxidación anódica de titanio de pureza comercial, inmerso en una solución de 0,6% p/p de fluoruro de amonio y 3,5% p/p de agua en etilenglicol, aplicando voltajes de 20 a 60 V durante 2 h y posterior tratamiento térmico por 2 h a 450 ºC. Los recubrimientos se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (MEB) y difracción de rayos X. La adherencia se evaluó mediante la técnica de tape test (ASTM D3359). Para evaluar la resistencia a la erosión se realizó un estudio acelerado (10 h) en una máquina de erosión de circuito cerrado, con recirculación continua de fluido conteniendo partículas de SiC en suspensión. Las escaras resultantes en losrecubrimientos se inspeccionaron usando lupa, microscopio óptico y MEB.Se obtuvieron recubrimientos nanotubulares de TiO2 (fase anatasa) cuyos diámetros (40 a 97 nm), espesores de pared (14 a 21 nm) y longitudes (1 a 15 μm) aumentaron con el voltaje de anodización. Con el tape test, se observó desprendimiento de los recubrimientos sintetizados a más de 50 V. Las escaras de erosión evidenciaron cambios en la morfología de los nanotubos por deformación plástica del óxido, pero en ningún caso se observó desprendimiento del mismo. Los recubrimientos nanotubulares obtenidos a menores voltajes (hasta 40 V) resultaron mecánicamente resistentes para el diseño de fotorreactores con TiO2 soportado.