purificacion de gases por fotocatalisis


Universidad autónoma de zacatecas “Francisco García Salinas”
Unidad académica de ciencias químicas
Programa de ingeniería química


Protocolo de investigación

Revisión bibliográfica

Purificación de Gases por Fotocatálisis Heterogénea: Fotosíntesis Artificial

Alumno: Jony Flores Gómez

Docente: Sergio Duron Torres


















1. Introducción:

Lasenergías renovables en general y la energía solar en particular han iniciado recientemente un claro proceso de despegue en su aplicación práctica cotidiana desde un punto de vista comercial. Aunque la consecución de un desarrollo de las fuentes renovables de energía que nos permita mantener los actuales niveles de bienestar en nuestra sociedad es un problema cada vez más importante, lasproblemáticas medioambientales asociadas a la cada vez mayor escasez de agua, la contaminación de agua y aire y la continua generación de CO2, son también cada vez más acuciantes. Es por ello que resulta urgente el desarrollo y la aplicación cotidiana de soluciones que no sólo sean benignas con el medioambiente sino que, simultáneamente, ayuden a resolver los problemas generados por otras tecnologías. En estesentido, la energía solar presenta una sinergia muy importante con respecto a muchos de los problemas medioambientales existentes y su uso puede y debe ser una parte de la solución de los mismos.
La legislación y actuaciones medioambientales ponen cada vez más atención en la eliminación de contaminantes orgánicos no deseados en aire. Los compuestos orgánicos volátiles pueden actuar comocontaminantes químicos y representar un riesgo ambiental y para la salud pública. Estas sustancias pueden ser tratadas por adsorción, incineración o condensación. En este sentido, la fotocatálisis en fase gas es una de las técnicas de oxidación avanzada que viene siendo investigada en los últimos años para el tratamiento de aire contaminado de diverso origen.
El proceso de fotocatálisis heterogénea parala eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) se basa en la oxidación de estos compuestos indeseables presentes en el aire mediante un catalizador semiconductor que es activado por luz de una determinada longitud de onda. Por tanto, los componentes necesarios para que la reacción de fotocatálisis tenga lugar son un compuesto a degradar, un compuesto oxidante como es el oxígeno contenidoen el aire, un medio donde se produce la reacción, en este caso el propio aire, un fotocatalizador como es el dióxido de titanio u otro compuesto semiconductor, y una fuente de luz ultravioleta ya sea natural o artificial .
La mayoría de los estudios de los procesos fotocatalíticos se han llevado a cabo en reactores experimentales de laboratorio, desarrollándose a partir de ellosalgunos prototipos como sistemas de purificación comerciales. El escalado de condiciones de laboratorio a sistemas comerciales resulta complejo porque la creación de tales sistemas demanda, para su diseño y puesta en marcha, cálculos macrocinéticos basados en datos microcinéticos y mecanismos de reacción, no siempre disponibles.
Las atmósferas o ambientes que pueden ser objeto de la aplicaciónpotencial de esta tecnología son aquellas que corresponden tanto a espacios industriales como a zona residenciales, donde se detectan concentraciones significativas de compuestos orgánicos volátiles. Se ha comprobado la efectividad de este proceso para la destrucción de muchas sustancias en fase vapor incluyendo alcoholes, cetonas, compuestos aromáticos, sustancias nitrogenadas ehidrocarburos halogenados.

2. DEGRADACIÓN FOTOCATALÍTICA DE CONTAMINANTES EN FASE GAS

2.1. Antecedentes y controversias

El estudio de los sistemas en fase gaseosa tuvo un comienzo simultáneo al de los sistemas en fase acuosa. Los trabajos de Teichner [1-5] sobre la oxidación selectiva de moléculas orgánicas conforman el primer estudio de la utilización del TiO2 para la oxidación de...