Degradación fotocatalítica de un compuesto orgánico volátil en un reactor anular con una película de TiO2 dopado con Eu2O3
RESPONSABLE DEL PROYECTO:
Dra. Carolina Solis Maldonado
Objetivos Generales:
Sintetizar una película de óxido de titanio dopado con trióxido de europio (TiO2/Eu2O3) sobre un reactor anular y evaluar el desempeño fotocatalítico en la degradación de tolueno.
Justificación
Los compuestos orgánicos volátiles juegan un papel importante en muchos de los problemas medioambientales actuales, tales como agotamiento del ozono estratosférico, formación fotoquímica de ozono troposférico, potenciación del efecto invernadero global, efectos tóxicos o carcinogénicos en la salud humana, entre otros. Estas consecuencias negativas ha motivado a la comunidad científica a buscar alternativas sustentables que contribuyan a su eliminación. En la ciudad de México [1], así como en el estado de Veracruz [2] se ha visto deteriorada la calidad del aire debido a la presencia de compuestos orgánicos volátiles generados por el uso del tolueno en estas zonas, derivado de las actividades propias como es la industria del petróleo. Se ha reportado la degradación de tolueno mediante algunos procesos destructivos como es el uso de bioreactores [3] y combustión catalítica [4, 5, 6]. Sin embargo en los últimos años se ha desarrollado algunas técnicas de oxidación avanzada, como es la fotocatálisis en fase gas para llevar a cabo la eliminación de estos compuestos [7]. En cuanto a la degradación fotocatalítica del tolueno se ha utilizado nanopartículas de óxido de titanio (TiO2) inmovilizadas en tela de fibra de vidrio [8], así como nanopartículas de ferritas de zinc (ZnFe2O4) inmovilizadas sobre láminas de aluminio en forma anular por proceso de deposición electroforética [9]. Sin embargo, algunos trabajos evidencian la deficiencia de la oxidación, con resultados relativamente bajos, obteniendo subproductos tóxicos y desactivando el catalizador [10], por lo que es necesario el diseño y síntesis de materiales catalíticos activos y estables. Los materiales con propiedades idóneas para ser usados como fotocatalizadores son los semiconductores como el TiO2, ZnO, CdS, Fe2O3, FeOOH, ZnS; pero el más investigado es el TiO2 en diferentes formas y preparaciones [11]. Algunos trabajos han incorporado algunos metales en la superficie o matriz del TiO2 para mejorar el desempeño del catalizador en la degradación de los compuestos orgánicos volátiles, tales como el cobre [12], bismuto-zinc [13], platino [14], y el hierro [15]; y no metales como el iodo [16]. Por otra parte se ha reportado que los lantánidos mejoran las propiedades fotocataliticas de los catalizadores [17,18]. En este proyecto de investigación se llevara a cabo el diseño, síntesis, caracterización e incorporación de una película del fotocatalizador de óxido de titanio dopado (<1 %) con trióxido de europio sobre un anillo de cuarzo, dado que el europio esta reportado como uno de los elementos más reactivos de los lantánidos, se considera que la incorporación de pequeñas cantidades de este elemento mejorará el desempeño del catalizador en la fotodegradación de tolueno en una reacción de flujo continuo.
