Depuracion de aguas por metodos fotoelectroquimicos

Resumen

En este trabajo se ha estudiado la fotooxidación de compuestos orgánicos di sueltos en agua, con el fin de discriminar entre el mecanismo de transferencia directo (a través de huecos libres de la banda de valencia) y el mecanismo indirecto (a través de radicales hidroxilos), se han desarrollado varios modelos cinéticos en función del sistema foto-electrocatalítico en estudio. Los modelos se basan en la fotooxidación competitiva del compuesto orgánico con la del disolvente, el agua. Se ha observado que el ácido fórmico se adsorbe sobre la superficie del óxido de titanio (a través de medidas de espectroscopia Raman) y se fotooxida de forma directa, sin embargo, el metanol aparentemente no se adsorbe y se fotooxida de forma indirecta. Otros aspectos fundamentales de los electrodos nanoestructurados de Ti02 han sido estudiados como su estabilidad en medio ácido sulfúrico 0.5M, la influencia del espesor de los electrodos y el transporte de carga. Por otra parte, la modificación de los electrodos compuestos por partículas de óxido de titanio Degussa P25 con clusters de RuxSey favorece la reducción del oxígeno molecular en medio ácido. Esta propiedad permite al sistema trabajar catalíticamente en la oxidación del ácido fórmico en condiciones de circuito abierto en presencia de oxígeno. The photooxidation of water-dissolved orgànic compounds has been studied. in order to be able to discrimínate between both direct vs. indirect interfacial hole charge transfer mechanisms. various kinetics models, depending on the photo-electrocatalytic system investigated, were developed. The models are based on the fact that the photooxidation of dissolved pollutants competes with the photooxidation of water molècules as solvent, whereas HCOOH is photooxidized by valence band free holes due to its strong adsorption onto Tio2 surface, CH30H is mainly photooxidized via photogenerated hydroxyl radicals. Other fundamental aspects of nanostructured Ti02 elèctrodes have been studied such as the stability in 0.5M H2S04, the influence of the film thickness and the charge transport. The surface modification of Ti02 P25 layers vía a chalcogenide cluster-like catalyst (RuxSey) enhances the molecular oxygen reduction in acid medium. This property enables the system to work catalytically under light for fòrmic acid oxidation under open circuit conditions in the presence of molecular oxygen. La photooxydation de composés orgàniques dissous dans l'eau a été étudiée. Afin de pouvoir déterminer si le mecanisme de transferí de charges a lieu de facón directe ou indirecte (à travers les radicaux hydroxyle), nous avons développé des modeles cinètiques en fonction du système çhotocatalytique employé. Ces modeles prennent en compte la photooxydation compétitive avec les molècules d'eau. Al ors que l'acide formi que s'adsorbe en surface et y est photocatalysé par les trous libres de la bande de valence, le méthanol, gui n'est pas adsorbe, est minéralisé via les radicaux hydroxyles photogénéres. D'autres aspects fondamentaux des elèctrodes de Ti02 nanostructurées ont été étudiés, comme la stabilité en mi lieu H2S04 0.5M, l'influence de Vépaisseur, et le transport des charges. La modification de surface des couches minees de Tio2 P25 avec des amas métallique d'un chalcogenure (RuxSey) favorise la réaction de reduction de l'oxygène moléculaire en milieu acide. Ainsi, le système peut travailler sous lumière à circuit ouvert en présence d'oxygène pour l'oxydation de l'acide formique.