Cemento

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES
TRABAJO FIN DE CARRERA

Cemento aditivado con TiO2. Reducción de la contaminación atmosférica en áreas urbanas

Realizado por: Elena de la Fuente García

Tutores: Dr. D. Tullio Caronna Dr. D. Pedro Damián Cuesta Moreno

DICIEMBRE 2005

ÍNDICE

1.-OBJETO DELTRABAJO.............................................................................1
2.-INTRODUCCIÓN A LA FOTOQUÍMICA.......................................................6 2.1_RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA...............................................7 2.2_INTERVALO DEL ESPECTRO SOLAR DE INTERÉS EN FOTOQUÍMICA...........................................................................10 2.3_RELACIÓN DE BEER-LAMBERT....................................................122.4_ENERGÍAS DEL FOTÓN Y DE DISOCIACIÓN. LONGITUD DE ONDA UMBRAL Y ONSET DE UNA MOLÉCULA...............................14 3.-SEMICONDUCTORES...............................................................................17 3.1_ESTRUCTURA DE BANDAS..........................................................18 3.2_DENSIDAD DE ELECTRONES Y HUECOS.......................................21 4.-TECNOLOGÍASAVANZADAS DE OXIDACIÓN (TAOs)................................25 5.-FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA (TAO)....................................................33 5.1_DEPURACIÓN DE AGUAS POR FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA................................................................................40
5.1.1_APLICACIONES.......................................................................44

5.2_DEPURACIÓN DEGASES POR FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA................................................................................50
5.2.1_APLICACIONES.......................................................................52

5.3_DISEÑO DE REACTORES PARA FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA.................................................................................59

CEMENTO ADITIVADO CON TIO2. REDUCCIÓN DE LACONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

ÍNDICE

6.-EL DIÓXIDO DE TITANIO: FOTOCATALIZADOR........................................76 6.1_EL TITANIO................................................................................78 6.2_ESTRUCTURAS CRISTALINAS DEL TiO2........................................81 6.3_PROPIEDADES Y APLICACIONES..................................................83 6.4_ACTIVIDADFOTOCATALÍTICA...............................................90 7.-EL USO DEL DIÓXIDO DE TITANIO EN EL CEMENTO...............................103 8.-ELIMINACIÓN DE CONTAMINANTES MEDIANTE FOTOCATALIZADORES INNOVADORES PARA SU APLICACIÓN EN EL CEMENTO..............................126 8.1_ PARTE EXPERIMENTAL............................................................127
8.1.1_INSTRUMENTOS UTILIZADOS...............................................127 8.1.2_REACTIVOS Y DISOLVENTES UTILIZADOS..............................129 8.1.3_ ANÁLISIS INSTRUMENTAL....................................................130 8.1.4_REACCIONES DE FOTOCATÁLISIS..........................................142

8.2_RESULTADOS Y DISCUSIÓN......................................................1529.-CONCLUSIONES..................................................................................176 10.-REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................182

CEMENTO ADITIVADO CON TIO2. REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

OBJETO DEL TRABAJO

OBJETO DEL TRABAJO

1

OBJETO DEL TRABAJO

1._OBJETO DEL TRABAJO
Desde mediados de los noventa se desarrollan ciertosmateriales de construcción capaces de mantener sus propiedades estéticas durante más tiempo y reducir, a su vez, la polución en zonas urbanas con altos niveles de

contaminación. Estos elementos están formados por un cemento Pórtland tradicional aditivado con una cierta cantidad de dióxido de titanio u otro fotocatalizador. El funcionamiento de estos materiales se basa en la fotocatálisis heterogénea:...
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