Abstract

El desarrollo de tecnologías de tratamiento de aguas contaminadas sigue siendo en la actualidad un desafío científico-tecnológico, principalmente para la remoción de contaminantes que no son de fácil eliminación por tratamientos convencionales. Un ejemplo de estos contaminantes son moléculas orgánicas (fenoles, colorantes) o metaloides como el arsénico. El uso de procesos avanzados de oxidación, como la fotocatálisis heterogénea, ha sido una propuesta de interés científico y de proyección tecnológica en los últimos años. Este método requiere de semiconductores fotoactivos, siendo el dióxido de titanio (TiO2), el más utilizado por presentar la mejor fotoactividad para degradar contaminantes, además de ser bio-inerte y relativamente económico. Sin embargo, el TiO2 presenta baja área superficial lo que puede limitar la adsorción de contaminantes. Además, su fotoactividad se logra en el rango de luz UV, lo que limita su eficiencia en presencia de luz solar. Para incrementar su fotoactividad, disminuyendo los tiempos de foto-oxidación de los contaminantes y logrando su fotoactividad en presencia de luz solar, se ha propuesto su combinación con co-adsorbentes entre los cuales destacan las estructuras porosas de carbono como carbones activados. El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar la capacidad de foto-oxidación de contaminantes orgánicos (fenol, colorantes) y arsénico (As III), en un sistema batch de laboratorio, utilizando TiO2 combinada con carbones activados (CA) en suspensión, bajo un simulador solar como foto-reactor. Los sistemas mixtos TiO2-CA mostraron significativos incrementos en la fotoactividad con respecto al semiconductor TiO2 solo, logrando foto-oxidar altas concentraciones de los contaminantes (50ppm de fenol, 25ppm de azul de metileno y 5000ppb de As III) en tiempos cortos de hasta 45min de irradiación con luz solar simulada. Esto fue atribuido a que la combinación de TiO2 con CA permite cambios en las propiedades fotoelectrónicas del TiO2 que mejoran su foto-eficiencia. En conclusión, los sistemas mixtos TiO2-CA son fotoactivos bajo luz visible, lo que garantiza su aplicación bajo condiciones de luz solar cuyos resultados son escalables hacia prototipos de fotoreactores solares.