Evaluación de fotocatalizadores de TiO2 modificados con Pd para la degradación de contaminantes emergentes
DOI:
https://doi.org/10.24215/3072905Xe005Palabras clave:
dióxido de titanio, paladio, fotocatálisis heterogénea, fenol, fármacosResumen
La innovación en tecnologías orientadas a la eliminación de contaminantes emergentes es de suma importancia debido a que la presencia de estos compuestos en cuerpos de aguas residuales y superficiales representa un desafío ambiental. La fotocatálisis heterogénea usando TiO2 se presenta como una tecnología con potencialidad en esta área y desafíos por resolver. En este trabajo se propone modificar el TiO2 con paladio para explorar la degradación de fármacos en solución acuosa. Se sintetizaron materiales de TiO2 con 0,1 at. % nominal Pd por sol-gel variando condiciones de síntesis (solvente, T envejecimiento, atmósfera de calcinación). Los materiales se caracterizaron por XRD, TEM, ATR-IR, DRS y XPS para determinar sus principales propiedades fisicoquímicas. Los materiales de TiO2 modificados con Pd alcanzaron mayores porcentajes de degradación de fenol en comparación con TiO2, tanto bajo irradiación UV-A como visible, usando un reactor Rayonet. El fotocatalizador más activo se evaluó para la degradación de cinco contaminantes emergentes en solución acuosa. Se logró degradar diclofenaco (95%), ibuprofeno (77%), cafeína (60%), atenolol (57%) y carbamazepina (22%), luego de 4 h bajo irradiación con luz visible.
Referencias
Bojanowska-Czajka, A., Kciuk, G., Gumiela, M., Borowiecka, S., Nałęcz-Jawecki, G., Koc, A., Garcia-Reyes, J. F., Ozbay, D. S. y Trojanowicz, M. (2015). Analytical, toxicological and kinetic investigation of decomposition of the drug diclofenac in waters and wastes using gamma radiation. Environmental Science and Pollution Research, 22(24), 20255–20270. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5236-6
Illés, E., Takács, E., Dombi, A., Gajda-Schrantz, K., Rácz, G., Gonter, K. y Wojnárovits, L. (2013). Hydroxyl radical induced. Science of the Total Environment, 447, 286–292. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.01.007
Ismail, A., Bahnemann, D. W., Robben, L., Yarovyi, V. y Wark, M. (2010). Palladium doped porous titania photocatalysts. Chemistry of Materials, 22(1), 108–116. https://doi.org/10.1021/cm902500e
Kovács, K., Simon, Á., Tóth, T. y Wojnárovits, L. (2022). Free radical chemistry of atenolol and propranolol investigated by pulse and gamma radiolysis. Radiation Physics and Chemistry, 196, 110141, https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110141
Mahy, J. G., Sotrez, V., Tasseroul, L., Hermans, S. y Lambert, S. D. (2020). Activation treatments and SiO2/Pd modification of Sol–Gel TiO2 photocatalysts for enhanced photoactivity under UV radiation. Catalysts, 10(10), 1184–1199. https://doi.org/10.3390/catal10101184
Martin, M. V., Villabrille, P. I. y Rosso, J. A. (2015). The influence of Ce doping of titania on the photodegradation of by pulse and gamma radiolysis. Radiation Physics and Chemistry, 196, 110141. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4667-4
Pattamakomsan, K., Ehret, E., Morfin, F., Gélin, P., Jugnet, Y., Prakas, S., Bertolini, J. C., Panpranot, J. y Aires, F. J. C. S. (2011). Selective hydrogenation of 1,3-butadiene over Pd and Pd–Sn catalysts supported on different phases of alumina. Catalysis Today, 164(1), 28–33. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2010.10.013
Puri, M., Gandhi, K. y Kumar, M. S. (2023). Emerging environmental contaminants: A global perspective on policies and regulations. Journal of Environmental Management, 332, 117344. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.117344
Rossi, L., Villabrille, P. I., Morales-Torres, S. y Rosso, J. A. (2023). Palladium-modified TiO2 photocatalysts: Synthesis, characterization, and environmental application. Materials Chemistry and Physics, 302, 127740. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2023.127740
Rusinque, B., Escobedo, S. y de Lasa, H. (2020). Photoreduction of a Pd-Doped mesoporous TiO2 photocatalyst for hydrogen production under visible light. Catalysts, 10(1), 74. https://doi.org/10.3390/catal10010074
Shi, X., Dalal, N. S. y Jain, A. C. (1991). Antioxidant behaviour of caffeine: Efficient scavenging of hydroxyl radicals. Food and Chemical Toxicology, 29(1), 1–6. https://doi.org/10.1016/0278-6915(91)90056-D
Tanos, F., Razzouk, A., Lesage, G., Cretin, M. y Bechelany, M. (2024). A comprehensive review on modification of titanium dioxide-based catalysts in advanced oxidation processes for water treatment. ChemSusChem, 17, e202301139. https://doi.org/10.1002/cssc.202301139
Trognon, J., Albasi, C. y Choubert, J.-M. (2024). A critical review on the pathways of carbamazepine transformation products in oxidative wastewater treatment processes. Science of the Total Environment, 912, 169040. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169040
Wang, W. L., Wu, Q. Y., Huang, N., Wang, T. y Hu, H. Y. (2016). Synergistic effect between UV and chlorine (UV/chlorine) on the degradation of carbamazepine: Influence factors and radical species. Water Research, 98, 190–198. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.04.015
Zhou, W., Guan, Y., Wang, D., Liu, D., Jiang, H., Wang, J. y Liu, H. (2014). PdO/TiO2 and Pd/TiO2 heterostructured nanobelts with enhanced photocatalytic activity. Chemistry-An Asian Journal, 9(6), 1648–1654. https://doi.org/10.1002/asia.201301638
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Lucia Rossi, Maia Montaña, Ileana D. Lick, Mónica L. Casella, Enrique Rodríguez-Castellón, Paula I. Villabrille, Janina A. Rosso
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Acorde a estos términos, el material se puede compartir (copiar y redistribuir en cualquier medio o formato) y adaptar (remezclar, transformar y crear a partir del material otra obra), siempre que a) se cite la autoría y la fuente original de su publicación (revista y URL de la obra), b) no se use para fines comerciales y c) se mantengan los mismos términos de la licencia.
