Reducción fotocatalítica de Cr(VI) por luz visible usando TiO2 modificado con una ftalocianina

VERÓNICA RIVERA; JORGE M. MEICHTRY; MARTA I. LITTER; YESICA DI IORIO; MARÍA A. GRELA; HERNÁN B. RODRÍGUEZ; ENRIQUE SAN ROMÁN

Mar del Plata

Congreso; V Congreso Iberoamericano de Física y Química Ambiental; 2008

El Cr(VI) ocasiona efectos tóxicos agudos, es un agente carcinogénico demostrado y presenta gran movilidad en agua. Su tratamiento habitual consiste en la reducción a Cr(III), no tóxico y removible por precipitación. Recientemente hemos demostrado que la irradiación UV de suspensiones de TiO2 en presencia de donores orgánicos adecuados promueve eficientemente la reducción del Cr(VI).El mismo efecto podría lograrse anclando a la superficie del TiO2 un colorante cuya excitación luminosa permita inyectar electrones en la banda de conducción del semiconductor. En trabajos anteriores comprobamos que la ftalocianina tetracarboxilada de hidroxoaluminio (AlTCPc), que absorbe intensamente radiación alrededor de 700 nm, forma un radical catión capaz de oxidar donores con E0 < 1.2 V vs. ENH. En este trabajo se investiga la capacidad de este material para reducir al Cr(VI) en presencia de 4-clorofenol (4-CP) como donor modelo. La ftalocianina se depositó sobre TiO2 (Degussa P-25) a coberturas de menos de una monocapa. La forma de los espectros de absorción en suspensión acuosa y en fase sólida no depende de la carga de ftalocianina ni del medio, indicando que la ftalocianina no se agrega formando dímeros en la superficie. La reducción es de orden 1 en Cr(VI) y su velocidad es independiente de la carga de ftalocianina. En ausencia de colorante o de TiO2 no se evidencia reacción. Se siguió la evolución temporal de Cr(V) por EPR usando ácido cítrico como agente secuestrante. El carácter biexponencial de los perfiles de Cr(V) y el hecho de que éste no se detecte simultáneamente con Cr(III) indican que la reducción ocurre en pasos de un electrón y no a través de la dismutación de Cr(IV). Los resultados obtenidos demuestran que es posible transformar eficientemente Cr(VI) en Cr(III) usando luz visible, de modo que el proceso podría llevarse a cabo en reactores solares. Se analiza la dependencia de la velocidad de reacción con las variables de proceso: intensidad de irradiación, carga de colorante, masa de catalizador y concentraciones de reactivos y oxígeno disuelto. Los resultados se interpretan en base a un probable mecanismo de reacción.