Materiales de carbono como aditivos de fotocatalizadores de wolframio para la oxidación de contaminantes bajo luz solar

Abstract

En esta tesis doctoral se ha investigado la fotocatálisis heterogénea como alternativa a los tratamientos convencionales para la degradación de la rodamina B, un compuesto orgánico peligroso, usada como colorante y comúnmente presente en las aguas residuales de origen industrial. Con el objetivo de obtener fotocatalizadores activos en el espectro visible, se ha estudiado el efecto de la incorporación de materiales de carbono con propiedades diversas como aditivos en semiconductores de wolframio. Así, se llevó a cabo la síntesis, caracterización y evaluación de la actividad fotocatalítica bajo radiación visible de fotocatalizadores Bi2WO6/C y WO3/C. Los resultados obtenidos muestran como el método de síntesis de los fotocatalizadores mixtos, así como la cantidad de aditivo carbonoso empleado, son factores clave en su rendimiento fotocatalítico, y deben optimizarse en función del semiconductor empleado. Además, la naturaleza de los materiales de carbono va a determinar las propiedades ácido base, texturales y ópticas del fotocatalizador resultante, siendo por tanto de suma importancia en el rendimiento global del proceso de fotodegradación. La química superficial del fotocatalizador determina el mecanismo preferencial de fotoxidación de la rodamina B. Así, mientras el empleo de aditivos de carbono ácidos favorece la adsorción del contaminante en la superficie del fotocatalizador y su posterior degradación a través de un proceso de fotosensibilización, la adición de materiales de carbono básicos hace que predomine el mecanismo fotocatalítico. Además, la fotoactividad intrínseca de los materiales de carbono empleados como aditivos también contribuye a la mejora del rendimiento fotocatalítico de los semiconductores de wolframio. El estudio y control de todas las variables anteriormente mencionadas ha hecho posible la obtención de fotocatalizadores híbridos con propiedades óptimas para la degradación de rodamina B bajo radiación solar.