DEGRADACIÓN FOTOCATALÍTICA DE AZUL DE METILENO UTILIZANDO TiO2 IMPREGNADO EN PAREDES DE BOTELLAS DE VIDRIO Y DE POLIETILENO
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
En este trabajo se evaluó la degradación del colorante azul de metileno (AM) utilizando TiO2 suportado en botellas de vidrio y tereftalato de polietileno (PET) recicladas, como fotorreactores irradiados con luz solar, con y sin adición de peróxido de hidrogeno (H2O2). La degradación del AM (30 mg L-1) se siguió mediante espectroscopía UV-Vis, y su mineralización mediante demanda química de oxígeno (DQO) y carbono orgánico total (COT). Los resultados alcanzados muestran que sin adición de H2O2 y luego de 4 h se degradó un 98,0 % en las botellas de vidrio, mientras que, en las botellas de PET se requieren al menos 7 horas para degradar un 87,0 % del AM. Por el contrario, la adición de H2O2 (30 % v/v) favoreció el proceso de fotodegradación del colorante, alcanzando el 99,4 % y 99,1 % de degradación de AM en botellas de vidrio y PET, respectivamente, luego de 4 horas de exposición a la radiación solar. En ambos procesos, la cinética de degradación se adapta a un modelo cinético de pseudo primer orden. Con respecto a la mineralización, se alcanzó >50,0 % de remoción de COT en los fotorreactores de vidrio con y sin adición de H2O2, y una máxima remoción de DQO del 86,2 % con la adición de H2O2 en los fotorreactores de vidrio. Por lo tanto, la degradación fotocatalítica de AM es más efectiva con la adición de H2O2, sin embargo, debido a la formación de productos intermediarios altamente estables, no se alcanzó la mineralización completa en el tiempo de estudio.
Descargas
Detalles del artículo
- Los autores se comprometen a respetar la información académica de otros autores, y a ceder los derechos de autor a la Revista infoANALÍTICA, para que el artículo pueda ser editado, publicado y distribuido.
- El contenido de los artículos científicos y de las publicaciones que aparecen en la revista es responsabilidad exclusiva de sus autores. La distribución de los artículos publicados en la Revista infoANALÍTICA se realiza bajo una licencia Creative Commons Reconocimiento-CompartirIgual 4.0 Internacional License.
Citas
Gálvez, J. B., Rodríguez, S. M., Peral, J., Sánchez, B., & Cardona, A. I. (2001). Diseño de reactores para fotocatálisis: evaluación comparativa de las distintas opciones. Eliminación de contaminantes por fotocatálisis heterogénea.
Gálvez, J. B., Rodríguez, S. M., Gasca, C. A. E., Bandala, E. R., Gelover, S., & Leal, T. (2001). Purificación de aguas por fotocatálisis heterogénea: estado del arte. Purificación de águas por fotocatálisis heterogénea: estado da arte. La Plata.
Gaya, U. I., & Abdullah, A. H. (2008). Heterogeneous photocatalytic degradation of organic contaminants over titanium dioxide: A review of fundamentals, progress and problems. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 9(1), 1-12. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2007.12.003
Gonçalves, M. S. T., Pinto, E. M. S., Nkeonye, P., & Oliveira-Campos, A. M. F. (2005). Degradation of C.I. Reactive Orange 4 and its simulated dyebath wastewater by heterogeneous photocatalysis. Dyes and Pigments, 64(2), 135-139. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.dyepig.2004.05.004
HACH, 2000. Manual de analisis de agua: Procedimientos Fotometricos, de titulacion y microbiologicos (Issue 970).
Malato, S., Fernández-Ibáñez, P., Maldonado, M. I., Blanco, J., & Gernjak, W. (2009). Decontamination and disinfection of water by solar photocatalysis: Recent overview and trends. Catalysis Today, 147(1), 1-59. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2009.06.018
McGuigan, K. G., Joyce, T. M. & Conroy, R. M. (1999). Solar Disinfection: Use of Sunlight to Decontaminate Drinking Water in Developing Countries, J. Med. Microbiol., 48, 785–787.
McGuigan, K. G., Joyce, T. M., Conroy, R. M., Gillespie, J. B., & Elmore-Meegan, M. (1998). Solar Disinfection of Drinking Water Contained in Transparent Plastic Bottles: Characterizing the Bacterial Inactivation Process. J. Appl. Microbiol., 84, 1138–1148
Meichtry, J. M., Lin, H. J., de la Fuente, L., Levy, I. K., Gautier, E. A., Blesa, M. A., & Litter, M. I. (2005). Low-Cost TiO2 Photocatalytic Technology for Water Potabilization in Plastic Bottles For Isolated Regions. Photocatalyst Fixation. Journal of Solar Energy Engineering, 129(1), 119-126. doi: 10.1115/1.2391317
Nakata, K., Ochiai, T., Murakami, T., & Fujishima, A. (2012). Photoenergy conversion with TiO2 photocatalysis: New materials and recent applications. Electrochimica Acta, 84, 103-111. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2012.03.035
Pawar, R. C., & Lee, C. S. (2015). Chapter 1 - Basics of Photocatalysis. In R. C. Pawar & C. S. Lee (Eds.), Heterogeneous Nanocomposite-Photocatalysis for Water Purification (pp. 1-23). Boston: William Andrew Publishing.
Pekakis, P. A., Xekoukoulotakis, N. P., & Mantzavinos, D. (2006). Treatment of textile dyehouse wastewater by TiO2 photocatalysis. Water Research, 40(6), 1276-1286. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2006.01.019
Peña-Guzmán, C., Ulloa-Sánchez, S., Mora, K., Helena-Bustos, R., Lopez-Barrera, E., Alvarez, J., & Rodriguez-Pinzón, M. (2019). Emerging pollutants in the urban water cycle in Latin America: A review of the current literature. Journal of environmental management, 237, 408-423. doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.100
Primo, A., & García, H. (2013). Chapter 6 - Solar Photocatalysis for Environment Remediation. In S. L. Suib (Ed.), New and Future Developments in Catalysis (pp. 145-165). Amsterdam: Elsevier.
Puentes Camacho, D. (2011). Determinación de parámetros de un modelo axial y en estado transitorio de la biosorción de azul de metileno mediante biomasa de saccharomyces cerevisiae inmovilizada en alginato de calcio en columna empacada. Universidad Autónoma de Nuevo León.
Rauf, M. A., & Ashraf, S. S. (2009). Fundamental principles and application of heterogeneous photocatalytic degradation of dyes in solution. Chemical Engineering Journal, 151(1–3), 10-18. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2009.02.026
Rupa, A. V., Manikandan, D., Divakar, D., & Sivakumar, T. (2007). Effect of deposition of Ag on TiO2 nanoparticles on the photodegradation of Reactive Yellow-17. Journal of Hazardous Materials, 147(3), 906-913. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.01.107
Sadik, W. A. (2007). Decolourization of an Azo Dye by Heterogeneous Photocatalysis. Process Safety and Environmental Protection, 85(6), 515-520. doi: http://dx.doi.org/10.1205/psep06070
Singh, H. K., Saquib, M., Haque, M. M., & Muneer, M. (2008). Heterogeneous photocatalysed decolorization of two selected dye derivatives neutral red and toluidine blue in aqueous suspensions. Chemical Engineering Journal, 136(2–3), 77-81. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2007.05.009
Sommer, B., Mariño, A., Solarte, Y., Salas, M. L., Dierolf, C., Valiente, C., Mora, D., & Rechteiner, R., 1997, SODIS—An Emergent Water Treatment Process, J. Water Supply: Res. Technol.-AQUA, 46, pp. 127–137.
Zhang, T., Oyama, T. k., Horikoshi, S., Hidaka, H., Zhao, J., & Serpone, N. (2002). Photocatalyzed N-demethylation and degradation of methylene blue in titania dispersions exposed to concentrated sunlight. Solar Energy Materials and Solar Cells, 73(3), 287-303. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0927-0248(01)00215-X
Zhu, C., Wang, L., Kong, L., Yang, X., Wang, L., Zheng, S., & Zong, H. (2000). Photocatalytic degradation of AZO dyes by supported TiO2 + UV in aqueous solution. Chemosphere, 41(3), 303-309. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00487-7