Obtención de fotoánodos de n-tio2 con actividad fotocatalítica bajo luz visible para su uso en la reducción fotoelectrolitica de mercurio

Abstract

El TiO2 es un semiconductor altamente empleado en los procesos fotocatalíticos con luz UV en la remoción de contaminantes en efluentes industriales. Para un mayor aprovechamiento de la radiación solar es necesaria la modificación de su estructura electrónica, una manera de hacerlo es mediante el dopaje con nitrógeno. En este sentido, en el presente proyecto se desarrolló una metodología para la síntesis de TiO2 dopado con nitrógeno (N-TiO2) combinando la técnica sol-gel y el tratamiento hidrotermal. A partir de tal catalizador se prepararon películas de N-TiO2 depositadas sobre sustratos de acero inoxidable AISI 304, para su posterior uso como fotoánodos en el proceso fotoelectrolítico para la reducción de mercurio en soluciones cianuradas. Las variables estudiadas fueron: tiempo del tratamiento hidrotermal del sol de N-TiO2, temperatura de calcinación del catalizador, número de capas de catalizador sobre el sustrato y el tiempo de las pruebas fotoelectrocatalíticas y electrolíticas. Para evaluar la actividad fotocatalítica de las películas de N-TiO2 y TiO2 se realizaron pruebas de fotooxidación electroasistida de naranja de metilo, bajo luz visible y en la oscuridad. Las películas que presentaron mejor comportamiento en esta etapa se emplearon como fotoánodos en la degradación de cianuro y la remoción indirecta de mercurio en el cátodo. Se comprobó la generación de una fotocorriente al iluminar el fotoánodo de N-TiO2 durante la reducción electrolítica de mercurio, lo cual aumentó en un 32% la cantidad de Hg (II) reducido y en 26% la de cianuro oxidado, al cabo de 8 horas.