obtenida se observó con el composito TiO 2 /clinoptilolita con proporción en peso de 99/1. Los experimentos con los diferentes catalizadores

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "obtenida se observó con el composito TiO 2 /clinoptilolita con proporción en peso de 99/1. Los experimentos con los diferentes catalizadores"

Gloria Macías Iglesias
hace 8 años
Vistas:

1 RESUMEN En este trabajo de investigación se lleva a cabo la evaluación en procesos de degradación fotocatalítica heterogénea, de materiales de TiO 2 y TiO 2 /clinoptilolita sintetizados por la técnica de sol gel, además de TiO 2 de origen comercial, depositados sobre sustratos de vidrio; aplicados a reactores soportados sobre colectores parabólicos compuestos (CPC) con factores de concentración geométrica (Cg) de 1 y 2. Se utilizaron los reactores solares en sistema lechada (batch) para la evaluación de todos los materiales, y un sistema en recirculación para el material que presentó el mejor desempeño en la degradación fotocatalítica del tinte en sistema batch. Los fotocatalizadores en polvo fueron caracterizados por la técnica de microscopia electrónica de Transmisión (TEM, por su acrónimo en inglés) y las películas de los fotocatalizadores inmovilizados fueron caracterizadas por Perfilometria y microscopia electrónica de barrido (SEM, por su acrónimo en inglés). El contaminante modelo para la evaluación fue el tinte metil violeta 2B que pertenece a la familia de los trifenilmetanos. La concentración inicial del tinte utilizada para llevar a cabo los experimentos fotocataliticos fue de 3x10-5 M. Inicialmente se utilizó un sistema batch con lámpara UV para observar el efecto del tratamiento térmico en polvos y películas, en la calidad del depósito de los polvos sobre el sustrato y el desempeño en la degradación del tinte. La mayor eficiencia se observó con un tratamiento térmico en polvo de 400 ºC y 150 ºC en película. También se estudiaron los procesos de adsorción, además del análisis de la degradación por fotólisis y fotocatálisis en un reactor expuesto directamente a la radiación solar. Los resultados se evaluaron mediante la técnica colorimétrica que permitió evaluar la remoción del contaminante modelo. Los resultados obtenidos por fotolisis indican que la cantidad de tinte eliminado es siempre menor, comparada con los resultados fotocatalíticos. La máxima remoción iv

2 obtenida se observó con el composito TiO 2 /clinoptilolita con proporción en peso de 99/1. Los experimentos con los diferentes catalizadores supusieron una cinética típica de primer orden en todos los procesos. El análisis cinético reveló una diferencia entre las constantes de velocidad del mismo material (99/1), aplicando el método de integración en los dos sistemas, batch y en recirculación; mientras que solo los datos del sistema batch se ajustaron al método de Langmuir- Hinshenlwood, sugiriendo que existe una primera parte en el proceso de eliminación correspondiente a un proceso de adsorción, que aumenta la velocidad de eliminación en el sistema batch; proceso que no se realiza totalmente en el sistema en recirculación. Por otro lado, un incremento en el factor de concentración geométrica con el que se diseñaron y construyeron los colectores solares, aumentó ligeramente la remoción fotocatalitica del metil violeta 2B. v

El análisis cinético reveló una diferencia entre las constantes de velocidad del mismo material (99/1), aplicando el método de integración en los dos sistemas, batch y en recirculación; mientras que

3 ABSTRAC In this research work was carried out the assessment in degradation processes photocatalytic heterogeneous of materials TiO 2 and composites of sol-gel synthesized TiO 2 with clinoptilolite, in addition to TiO 2 of commercial origin as a control sample, deposited on glass substrates; applied to reactors supported on collectors parabolic compounds (CPC) with geometric concentration (Cg) factors of 1 and 2. Solar batch system reactors were used for the evaluation of all materials, and a system with material recirculation presented the best performance in the degradation photocatalytic of dye in batch system. TEM was used in order to obtain the average size. Film Thickness of immobilized photocatalysts were characterized by perfilomethry and scanning electron microscopy (SEM) equipped with EDS was used to obtain the morphology and the chemical composition. The pollutant model for the evaluation was the dye methyl violet 2B that belongs to the family of the triphenylmethanes. The initial concentration of the dye used to carry out experiments photocatalytics was 3x10-5 M. Initially was used a system batch with UV lamp to monitor the impact of the thermal treatment in powders and films, in the quality of the deposit over the substrate and performance in the degradation of the dye. The greater efficiency was observed with a thermal treatment in powder form of 400 ºC and 150 ºC in film. Was also studied the adsorption processes, in addition to the analysis of the degradation by photolysis and photocatalysis in a reactor directly exposed to the solar radiation. The results were evaluated by the technical colorimetric that allowed know the quantity of removal of the pollutant model. The results obtained by photolysis indicate that the amount of elimination of the dye is always less, compared with the results photocatalysis. The maximum remotion was noted with the composite TiO 2 /clinoptilolite with proportion in weight of 99/1. The vi

4 experiments with different catalysts resulted in a kinetic typical of the first order in all processes. The analysis kinetic revealed a difference between the constant speed of the same material (99/1), using the method of integration in the two systems, batch and in recirculation; while only the data of the system batch were adjusted to the method of Langmuir-Hinshelwood, suggesting that there is a part in the process of elimination corresponding to a process of adsorption, which increases the speed of elimination in the system batch; process that is not performed entirely in the system in recirculation. On the other hand, an increase in the concentration factor geometric with which designed and built solar collectors increased slightly the photocatalytic removal of methyl violet 2B. vii

of the system batch were adjusted to the method of Langmuir-Hinshelwood, suggesting that there is a part in the process of elimination corresponding to a process of adsorption, which increases the

Documentos relacionados

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

i UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA ESCUELA UNIVERSITARIA DE POSTGRADO MAESTRIA EN GESTIÓN AMBIENTAL ASPECTOS SANITARIOS EN EL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE MEDIANTE CAMIONES CISTERNAS EN