Estudio de la actividad fotocatalítica de un recubrimiento TiO2-TEOS sobre el sillar por el método de spray coating en la degradación de gases NOx

Abstract

La finalidad del presente trabajo de tesis es realizar un estudio de un sistema de nano recubrimientos TEOS-TiO2, compuesto por tetraetilortosilicato TEOS y dióxido de titanio TiO2 en diferentes números de capas logrados con la técnica de pulverización o también conocida como “spray coating” sobre probetas de sillar para evaluar su capacidad de eliminación de gases NOx en un analizador de gases de laboratorio, previamente se realizarán mediciones de naranja de metilo con el objetivo de determinar la efectividad de los sistemas de recubrimientos. Se desarrollaron protocolos de elaboración de los soles de TEOS y TiO2 a través del método de sol-gel replicables, para determinar la viabilidad de las soluciones y la estabilidad de capa, se impregnaron portaobjetos de vidrio por dip coating con los soles de TEOS (HT 450ºC rampa 10ºC/min por 30min) y TiO2 (HT 450ºC rampa 10ºC/min por 60min) para que sirvieran de testigos de las propiedades de estos y se caracterizaron mediante un Elipsómetro espectral JA Woollam Co, donde se verifica la obtención de anatasa tetragonal con un espesor de capa del sistema TEOS- TiO2 de 270nm. Luego de comprobar la viabilidad de ambos soles se realizó la impregnación en los sustratos de ignimbrita (sillar) que se dividieron en dos grupos de acuerdo a la cantidad de capas de TEOS aplicadas, 10 y 15 capas de TEOS y 5 capas de TiO2 para cada grupo. Las mediciones de actividad fotocatalítica en degradación de Naranja de Metilo (NM) a 3ppm se realizaron con medidas de absorbancia UV-Visible de 0,47 a 507nm bajo iluminación de una lámpara que simula la radiación solar (Newport 50-500W) durante dos horas y media obteniéndose resultados de degradación prometedores con el sustrato 15TEOS-5TiO2 de hasta el 55,73% del colorante. El siguiente paso fue el monitoreo de mitigación de gases NOx (NO+NO2) realizado con un analizador de quimioluminiscencia AC-32 M. Environment S.A. siguiendo las pautas de la norma ISO 22197-1:2007 donde se consiguió un mayor efecto con el sustrato 10TEOS-5TiO2 con una degradación del 87%. Además, se realizaron mediciones de reflectancia con un Espectrofotómetro UV Vis Lambda 365 para determinar la diferencia de color delta de E entre los sustratos de sillar sin recubrimiento y con recubrimiento, valores que resultaron altos en las comparaciones. No obstante, se pudo demostrar la eficiencia catalítica del sistema de nano recubrimientos TEOS-TiO2 en la degradación de sustancias orgánicas y gases contaminantes.