Evaluación de TiO2/Clinoptilona en suspensión y película en la degradación fotocatalítica de metilvioleta

Abstract

Tesis de maestría en ciencias de la ingeniería. En este trabajo se presenta la caracterización y los resultados del desempeño fotocatalítico del composito TiO2/clinoptilolita con tratamiento térmico de 100°C y 400°C, en suspensión y película, usando como contaminante modelo metilvioleta 2B. Se utilizó la técnica de sol-gel para sintetizar los materiales usando como precursor el tetracloruro de titanio (TiCl4) e incorporando la clinoptilolita en la solución ácida. Los compositos fueron caracterizados por las siguientes técnicas: DRX, SEM, TEM, método BET, distribución de tamaño de partícula y espectroscopia UV-Visible e infrarrojo. La caracterización mostró que los materiales son mesoporosos y que el área superficial de los compositos es mayor a la de los materiales puros. El composito con tratamiento térmico de 100°C tiene un tamaño de partícula menor (5.8 nm) al correspondiente al composito con tratamiento térmico de 400°C (11.34 nm). El estudio TEM nos indicó para la clinoptilolita un material monocristalino y policristalino para el TiO2, mientras que para el composito se observó un patrón de difracción con ambas formas cristalinas. Las películas se conservan en los dos materiales TiO2/clinoptilolita 100°C y TiO2/clinoptilolita 400°C, presentando muy buena adherencia, lo que no ocurre con el TiO2 solo. Los datos experimentales de adsorción del tinte en los materiales estudiados se ajustaron al modelo de Langmuir. La capacidad máxima de adsorción de los materiales compuestos fue mayor para el material de 400°C. El composito TiO2/clinoptilolita con tratamiento térmico a 100°C en suspensión logró una remoción del 83% de tinte en 20 horas, mientras que la película a 100°C se comporta similar removiendo el 75% en 17 horas. La cinética de degradación del tinte MV-2B con el material TiO2/clinoptilolita 400°C tuvo un mejor comportamiento en suspensión, logrando remover en 2 horas alrededor del 80 % del tinte, mientras que la película en el mismo tiempo alcanzó una remoción de alrededor de 30 %.