Degradación de compuestos orgánicos volátiles (covs) por fotocatálisis heterogénea con dióxido de titano y radiación ultravioleta

Abstract

En este trabajo proponemos y evaluamos una nueva técnica para la eliminación de compuestos tóxicos del aire. Dentro de los contaminantes de este tipo destacan por su toxicidad los denominados Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) cuya ingestión ocasiona graves daños a la salud. Además del daño directo, los COVs son mucho más nocivos porque generan contaminantes secundarios más tóxicos que ellos mismos. Cuando los COVs reaccionan con NOx, y reciben luz ultravioleta solar son capaces de producir cantidades considerables de ozono, así como peroxiacetonitrilo (PAN), ácido nítrico, aldehídos secundarios, ácido fórmico y diversos radicales. Estos compuestos en conjunto conforman el llamado smog fotoquímico que como es sabido, causan irritación en el sistema respiratorio y ocular de las personas. La técnica propuesta se basa en las propiedades fotos catalíticas de nanopartículas semiconductoras de dióxido de titanio (TiO2), cuando sobre ellas incide radiación ultravioleta. Esta técnica se conoce como Fotocatálisis Heterogénea. Las especies orgánicas tóxicas se degradan en la superfìcie del TiO2 hasta convertirse en CO2y H2O (mineralización). Para este estudio se ha diseñado un sistema que realiza la evaporación, irradiación y monitoreo de los contaminantes durante el proceso de degradación. La foto reactor, que es la parte principal del sistema, fue diseñado de modo que permite la regeneración o reemplazo del fotocatalizador (Ti02) que presenta una gran área expuesta al vapor contaminante. Como compuesto representativo de estos contaminantes se escogió al 1- butanol, siguiendo su degradación paso a paso hasta llegar a su mineralización. Para el seguimiento del proceso y la identificación de las especies intermedias se utilizó las técnicas de espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier y cromatografía de gases. La información experimental obtenida con estas dos técnicas permitió proponer un mecanismo que explica la degradación. Se realizaron pruebas adicionales con otros alcoholes alifáticos obteniéndose resultados similares, lo cual demostró que la fotocatálisis heterogénea es una técnica apropiada para la eliminación de una amplia variedad de especies orgánicas.