Desinfección de efluente de tratamiento secundario por fotocatálisis heterogénea utilizando TiO2 inmovilizado sobre anillos Raschig de borosilicato para la eliminación de coliformes fecales

Abstract

titanium cathode was used, with high purity argon and oxygen flows in the physical vapor deposition on the raschig rings where 3 sets of rings with 11 rings each were used, with flows in sccm of 440 Ar/ 60 O2, 400 Ar/ 100 O2 and 300 Ar/ 100 O2. Each set of rings was evaluated in the degradation of rhodamine B with concentrations of 10 ppm and 1 ppm; however, no photocatalytic activity was observed. When performing the characterization analysis of X-ray diffraction (XDR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and UV-Vis Spectroscopy by diffuse reflectance, a layer of pure titanium and a very small amount of oxygen was observed, for this reason a thin film was formed on the surface formed of some TiOx oxide, probably TiO2 or stoichiometrically very close to it. For this reason, a thermal treatment was applied to obtain a greater presence of oxygen and to be able to form TiO2 in the coating, however, the results of the XDR characterizations show the presence of rutile on the surface of the coating, its photocatalytic activity was re-evaluated and again did not show significant degradation of rhodamine B at 1 ppm and 0.5 ppm concentration. Since the coatings did not show photocatalytic activity in the degradation of rhodamine B, they were not applied in disinfection since they would not show elimination of fecal coliforms. Therefore, the physical vapor deposition conditions were not the most adequate since a crystalline matrix of TiO2 with photocatalytic properties was not generated.

Se utilizó un cátodo de titanio, con flujos de argón y oxígeno de alta pureza en la depositación física de vapor sobre los anillos raschig en donde se tuvieron 3 juegos de anillos con 11 anillos cada uno, con los flujos en sccm de 440 Ar/ 60 O2, 400 Ar/ 100 O2 y 300 Ar/ 100 O2. Cada juego de anillos se evaluó en la degradación de rodamina B con concentración de 10 ppm y 1 ppm sin embargo no se presentó actividad fotocatalítica. Al realizar los análisis de caracterización de difracción de rayos X (XDR), Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS) y Espectroscopía UV-Vis por reflectancia difusa se observó una capa de titanio puro y una cantidad muy pequeña de oxígeno, por tal motivo se formó una película delgada en la superficie formada de algún oxido TiOx, probablemente TiO2 o sino estequiométricamente muy cercano a este. Por tal motivo se aplicó un tratamiento térmico con el fin de obtener una mayor presencia de oxígeno y poder formar TiO2 en el recubrimiento, sin embargo, los resultados de las caracterizaciones por XDR muestran la presencia de rutilo en la superficie del recubrimiento, se volvió a evaluar su actividad fotocatalítica y de nueva cuenta no mostraron degradación importante de rodamina B en concentración de 1 ppm y 0.5 ppm. Debido a que los recubrimientos no presentaron actividad fotocatalítica en la degradación de rodamina b no fueron aplicados en la desinfección ya que no presentarían eliminación de coliformes fecales. Por todo ello se tiene que las condiciones en la depositación física de vapor no fueron las más adecuadas ya que no se generó una matriz cristalina de TiO2 que tuviera propiedades fotocatalíticas.