Síntesis y caracterización de fotocatalizadores nanoestructurados TiO2 y TiO2-C para su aplicación en la oxidación de COVs

Resumen

Hoy en día se tiene gran conciencia sobre la importancia del medio ambiente y también sobre el abuso y el desgaste que el ser humano produce de manera cada vez más notoria sobre él. El crecimiento de la población mundial, y el consiguiente aumento de las necesidades de alimentos, energía y otros recursos, están detrás de la mayoría de los daños al medio ambiente, como son el agotamiento de recursos no renovables, la contaminación del agua o del aire, la generación de gases de efecto invernadero, etc. La relevancia de estos problemas ha llevado a gobiernos y empresas a desarrollar actividades que tienden a preservar o a limitar el daño sobre el medio ambiente. Entre los contaminantes del aire y gases de efecto invernadero se encuentran los compuestos orgánicos volátiles (COVs), los cuales pueden proceder tanto de fuentes naturales como de fuentes de origen antropogénico. Estos compuestos aparecen en la mayoría de los procesos industriales y constituyen uno de los grupos de contaminantes traza más importantes de la atmósfera. La problemática de los COVs se debe a su elevada volatilidad y persistencia en el ambiente, así como a la posibilidad de ser transportados a grandes distancias desde el foco emisor y a su capacidad de sufrir procesos de transformación en la atmósfera, generando compuestos de mayor toxicidad. Los fenómenos de impacto medioambiental relacionados con la presencia de los COVs en la atmósfera son lluvia ácida, niebla fotoquímica, cambio climático…, mientras que los efectos nocivos para la salud humana son: irritación de las mucosas externas, afecciones sobre el sistema cardiovascular, efectos cancerígenos y teratogénicos, entre otros. La fotocatálisis es una técnica interesante para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) ya que, por un lado, generalmente se produce la completa mineralización del contaminante y, por otro, presenta la ventaja de que se puede aplicar a contaminantes presentes en bajas concentraciones. De entre los distintos fotocalizadores disponibles, el TiO2 es uno de los más estudiados ya que posee numerosas ventajas. Así, por un lado, destaca su estabilidad química, con elevada resistencia a la corrosión foto-inducida. Además, es un material abundante, barato, no tóxico y biocompatible. También cuenta con algunos inconvenientes (escasa fotoactividad bajo radiación solar, elevada velocidad de recombinación de los pares e-/h+…), lo que ha determinado que, a lo largo de los últimos años, se estén llevado a cabo muchos esfuerzos para mejorar la eficiencia de este fotocatalizador, prestando atención a estos inconvenientes.