Degradación de compuestos orgánicos volátiles y plaguicidas por fotocatálisis heterogénea con Dióxido de Titanio

Abstract

En este trabajo proponemos una nueva técnica para la degradación de compuestos orgánicos tóxicos. Se basa en las propiedades fotocatalíticas de nanopartículas semiconductoras de dióxido de titanio (TiO2) cuando inciden sobre ellas radiación ultravioleta. Las especies orgá¬nicas tóxicas se degradan en la superficie del catalizador hasta dióxido de carbono y agua (mineralización). Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) estudiados, fueron los alcoholes alifáticos siguientes: metanol, etanol, 2-propanol y 1-butanol. El plaguicida estudiado fue la Cipermetrina, de amplio uso agrícola y fumigación. Para ello diseñamos un sistema que reali¬za la evaporación, irradiación y monitoreo de los contaminantes durante el proceso de degra¬dación. El diseño del fotoreactor es original, permite el reemplazo del material fotocatalítico para su regeneración y ofrece una gran área efectiva expuesta al contaminante. Todas las muestras fueron degradadas hasta llegar a la mineralización total en tiempos menores respec¬to a otras técnicas. Se demuestra también que es posible monitorear in situ, el proceso de degradación de los compuestos mediante un espectro fotómetro infrarrojo FT-IR, lo cual permi¬te “observar” la aparición y desaparición de especies intermedias. Con esta información pro¬ponemos mecanismos posibles que explican el proceso de degradación.

A new technology for photocatalytic degradation of organic pollutants was investigated. It is based on photocatalytical properties of Ti02 nanoparticles, under UV radiation. Four aliphatic alcohols: methanol, ethanol, 2-propanol and 1-butanol, as xvell as a pesticide: cypermetrhin, where irradiated on nanoparticles of Ti02 photoccitalist. A cylindrical photoreactor which use a medium pressure Hg lamp, as UV radiation source, was specially designed for this work. Our system was able to follow in situ degradation using a Fourier Transform Infrared Spectrometer (FT-IR) with a gas cell. From infrared spectra obtained a reaction mechanism was proposecl. After few minutes of irradiation, complete mineralization were obtained, which indicates that photocatalytic method is an effective technique for degradation to this kind of pollutants.