Síntesis y aplicación de homocompuestos de TiO2 a la eliminación de contaminantes

Abstract

Existen ciertos problemas de ingeniería para la uso generalizado de reacciones fotocatalíticas. La utilización de catalizadores en forma de partículas es el mayor causante de opacidad en el medio y además, una vez terminado el proceso es difícil de separar del medio de reacción. La solución a estos problemas pasa por la deposición del fotocatalizador sobre sustratos soporte. Esta deposición provoca una gran disminución de la superficie específica del fotocatalizador con la consiguiente disminución de su actividad. Con el fin de solucionar la problemática que existe en los procesos industriales que usan fotocatalizadores depositados sobre sustratos, se ha sintetizado una película compuesta por partículas con actividad fotocatalítica de TiO2 unidas al sustrato mediante una película también de TiO2 obteniéndose un material homocompuesto, es decir, un material compuesto por dos formas distintas del mismo compuesto químico. De este modo se consigue un material transparente con actividad fotocatalítica susceptible de ser utilizado industrialmente. Se ha demostrado la actividad fotocatalítica del material homocompuesto realizando la destrucción de modelos de contaminantes tanto en fase acuosa como en fase vapor.

Existeixen certs problemes d’enginyeria per a l’ús generalitzat de reaccions fotocatalítiques. La utilització de catalitzadors en forma de partícules és el major causant d’opacitat en el medi i a més, un cop acabat el procés és difícil de separar del medi de reacció. La solució a aquests problemes passa per la deposició del fotocatalitzador sobre substrats suport. Aquesta deposició provoca una gran disminució de la superfície específica del fotocatalitzador amb la consegüent disminució de la seva activitat. Per tal de solucionar la problemàtica que existeix en els processos industrials que usen fotocatalitzadors dipositats sobre substrats, s’ha sintetitzat una pel·lícula formada per partícules amb activitat fotocatalítica de TiO2 unides al substrat mitjançant una pel·lícula també de TiO2 obtenint un material homocompòsit, és a dir, un material constituït per dues formes diferents del mateix compost químic. D’aquesta manera s’aconsegueix un material transparent amb activitat fotocatalítica susceptible de ser utilitzat industrialment. S’ha demostrat l’activitat fotocatalítica del material homocompòsit realitzant la destrucció de models de contaminants tant en fase aquosa com en fase vapor.

There are some engineering problems for the widespread use of photocatalytic reactions. The use of particulate catalysts is the major cause of opacity in the reaction medium and also once the process is finished the photocatalyst is difficult to separate from the reaction medium. The solution to these problems lies in the deposition of the photocatalyst on support substrates. This deposition causes a large decrease in specific surface of the catalyst with a consequent decrease in its activity. In order to solve the problems using deposited photocatalysts in industrial processes, a film composed of particles of TiO2 having photocatalytic activity attached to the substrate by a binder film of TiO2 has been synthesized. Thus, the obtained material is an homocomposite composed of two distinct forms of the same chemical compound. In this way a photocatalytic active transparent material is obtained that is capable of being used industrially. Photocatalytic activity of this homocomposite material has been proved by the destruction of model contaminants in both aqueous and vapor phase.