Estudio comparativo de la síntesis de TiO2 por los métodos sol-gel convencional y sol-gel catalizado por microondas

Abstract

The presence of various organic contaminants in the industry, resulting in a serious environmental problem, generating wastewater with high amounts of contaminants, which in many cases are highly toxic, persistent and / or colored. This wastewater presents the difficulty of being unable to be treated by conventional biologics processes, because its degradation is slow and difficult, this is because the microorganisms present in nature do not have adequate enough mechanisms for decomposition of effectively and this causes them to accumulate in the ecosystem, generating pollution sources. A new alternative has been explored in the past 4 decades, they are called Advanced Oxidation Processes. Within which stands semiconductor photocatalytic oxidation using as catalysts. The most representative of these compound semiconductor is TiO2, which starts its activity when exposed to an ultraviolet radiation source and the contaminant degradation process starts in aqueous phase. Several processes for synthesis of TiO2, among which various embodiments of sol-gel, one is via the formation of sol-gel TiO2 acid phase, where HNO3 is used as catalyst this way, which NO is recovered once it has been effected the reaction, it is removed in the heat treatment as nitrous gas, which is toxic and polluting. The microwave system is a technological development, which allows direct warming on ionic substances, which allows the reactions are given in relative short time. In order to decrease the amount of HNO3y reduce training time of the sol-gel phase it was used this technological development. TiO2 was synthesized using the conventional sol-gel method, after the TiO2 was obtained using the reaction system via microwave.

La presencia de varios contaminantes orgánicos en la industria, se traduce en un grave problema ambiental, generando aguas residuales con una gran cantidad de contaminantes, los cuales en muchos de los casos son altamente tóxicos, persistentes y/o coloreados. Estas aguas residuales presentan la dificultad de NO poder ser tratadas por los procesos bilógicos convencionales, debido a que su degradación es difícil y lenta, esto se debe a que los microorganismos presentes en la naturaleza no poseen mecanismos lo suficientemente adecuados para realizar su descomposición de una manera eficaz y esto provoca que se acumulen en el ecosistema, generando fuentes de contaminación. Una nueva alternativa que se ha explorado en las últimas 4 décadas, son los denominados Procesos de Oxidación Avanzada. Dentro de los cuales destaca la oxidación fotocatalítica utilizando semiconductores como catalizadores. El compuesto más representativo de estos semiconductores es el TiO2, el cual inicia su actividad cuando es expuesto a una fuente de radiación ultravioleta y se inicia el proceso de degradación del contaminante en fase acuosa. Existen varios procesos para la síntesis del TiO2, entre los que destacan varias modalidades de sol-gel, una de ellas es la formación del TiO2 vía sol-gel en fase ácida, en donde se utiliza el HNO3 como catalizador de ésta vía, el cual NO es recuperado una vez que se ha llevado a efecto la reacción, éste es eliminado en el tratamiento térmico como gas nitroso, el cual es tóxico y contaminante. El sistema de microondas es un desarrollo tecnológico, que permite realizar calentamientos directos, sobre sustancias iónicas, lo cual permite que las reacciones se den en relativos tiempos cortos. Con la finalidad de disminuir la cantidad de HNO3y reducir el tiempo de formación de la fase sol-gel, se ha empleado este desarrollo tecnológico. Se sintetizó el TiO2 utilizando el método sol-gel convencional, después se obtuvo el TiO2 utilizando el sistema de reacción vía microondas.