Remoción de 10 mg/L de nitrato disuelto por fotocatálisis con nanopartículas de TiO2
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Resumen en español
La fotocatálisis ha surgido como una alternativa de tratamiento de aguas haciendo uso de catalizadores que permiten reducir especies complejas a especies más simples, con efectos menos nocivos e inocuos para los seres humanos y el ambiente. En el presente estudio se busca evaluar la eficiencia de remoción de una muestra de agua contaminada con nitrato (NO3-), causante de problemáticas ambientales como la eutrofización y problemas asociados a la salud pública como la metahemoglobinemia, por medio de fotocatálisis, utilizando una lámpara de luz ultravioleta (UV) de 55 W como fuente de fotones y de dióxido de titanio (TiO2) como catalizador, el cual se utiliza en forma de nanopartículas (P-25). Se evalúan tres concentraciones de TiO2: 1, 5 y 10 mg/mL y cuatro tiempos de contacto entre el catalizador y la muestra de agua: 0, 15, 30 y 60 minutos para la remoción de 10 mg/L de NO3-. Se llevan a cabo experimentos paralelos en presencia y ausencia de luz UV con el objetivo de determinar qué parte de la remoción está asociada al fenómeno de adsorción y qué parte está asociada a la fotocatálisis. Por medio de la espectrofotometría se cuantifica la disminución de la concentración de nitrato y se encuentra que se alcanza la mayor remoción del contaminante tras 60 minutos de irradiación y 1 miligramo de TiO2 por cada mililitro de solución de NO3-. Esta fue de 65% de la cual el 43.3% corresponde a adsorción.
Resumen en inglés
Photocatalysis has emerged as an alternative for water treatment using catalysts that make it possible to reduce complex species to simpler species, with harmless effects for humans and the environment. This study seeks to evaluate the removal efficiency of a sample of water contaminated with nitrate (NO3-), which causes environmental problems such as eutrophication and problems associated with public health such as methemoglobinemia, by means of photocatalysis, using a 55 W ultraviolet (UV) lamp as the source of photons and titanium dioxide (TiO2) as the catalyst, which is used in the form of nanoparticles (P-25). Three concentrations of TiO2: 1, 5 and 10 mg/mL and four contact times between the catalyst and the water sample are evaluated: 0, 15, 30 and 60 minutes for the removal of 10 mg/L of NO3-. Parallel experiments are carried out in the presence and absence of UV light in order to determine which part of the removal is associated with the adsorption phenomena and which part is associated with photocatalysis. By means of spectrophotometry, the decrease in nitrate concentration is quantified and it is found that the greatest removal of the contaminant is achieved after 60 minutes of irradiation and 1 milligram of TiO2 for each milliliter of NO3- solution. This removal was 65% of which 43.3% corresponds to adsorption.