Degradación fotocatalítica de colorantes por catalizadores de Cu soportados en TiO2

Abstract

A nivel global se encuentra un grave problema de contaminación en las fuentes de agua, debido a las grandes cantidades de deshechos humanos y por actividades industriales que tiran sus residuos, las cuales repercuten en la salud de las personas y en otros organismos vivos [1]. Durante años se ha trabajado para hacerle frente a estos problemas y se han llegado a diversos métodos de tratamientos como la coagulación, adsorción y la filtración [2-5], aun con estos avances en la ciencia no se ha logrado eliminar contaminantes como colorantes y detergentes los cuales obstruyen el proceso biológico y que se puede reutilizar el agua. Para hacer frente a este tipo de contaminantes se han implementado nuevas alternativas que se basan en el uso de la luz por su poder disociativo sobre diversas moléculas para producir especies altamente oxidantes. A estos métodos se les conoce como Procesos de Oxidación Avanzada (POA) y son eficientes para degradar ciertos contaminantes presentes en el agua [1,6,7]. Dentro de los POA se encuentra la oxidación fotocatalítica, la cual emplea luz ultravioleta como fuente de energía para lograr la oxidación de los contaminantes, así como fotocatalizadores semiconductores para acelerar la reacción [8-11]. En este trabajo de tesis se emplearon tres diferentes catalizadores de cobre soportados en dióxido de titanio (2.5Cu/TiO2, 5Cu/TiO2 y 7.5Cu/TiO2) obtenidos por impregnación a volumen incipiente. La caracterización fisicoquímica de los fotocatalizadores se realizó por adsorción de N2 a 77 K, difracción de rayos X (DRX) y reflectancia difusa. Los resultados de la caracterización fisicoquímica indican presencia de nanopartículas de óxido de cobre en TiO2. Los estudios de degradación fotocatalítica de los colorantes demostraron la eficacia de los fotocatalizadores sintetizados a 25, 35 y 45 °C. Se observó una degradación del 100 % para el azul de metileno y naranja de metilo en la muestra 5Cu/TiO2.