Degradación fotocatalítica en un reactor tipo Batch

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Vargas Amador Helio de Jesús

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Gutiérrez Cervantes Jocabed

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Carbajal López José Alfredo

• El alumno deberá realizar una degradación foto catalítica en un reactor del tipo Batch para la descomposición de contaminantes orgánicos presentes en las muestras acuosas utilizando un catalizador y luz ultravioleta.

La degradación foto catalítica es un reactor del tipo batch es un proceso prometedor para la eliminación de contaminantes orgánicos en diversos medios como aguas residuales y aire contaminando. Este método combina la actividad de un catalizador con la energía de la luz ultravioleta para descomponer los contaminantes en productos más simples y menos dañinos para el planeta esta es una de las principales funciones y ventajas del proceso de la degradación foto catalítica, la contaminación ambiental debido a la presencia de compuestos orgánicos en aguas residuales industriales, efluentes agrícolas o emisiones gaseosas representa un desafío significativo para la salud publica y el medio ambiente. Estos contaminantes pueden ser difíciles de eliminar mediante métodos convencionales.

Es lo correcto los objetivos de la investigación o estudio relacionados con la degradación foto catalítica en el reactor tipo batch. Esto podría incluir la evaluación de la eficiencia del proceso bajo diferentes condiciones operativas, la optimización de parámetros para mejorar la velocidad de degradación o la comparación con otros métodos de tratamientos de contaminantes, por eso importancia de desarrollar los métodos efectivos y sostenibles para tratar la contaminación ambiental, así como las diversas aplicaciones prácticas de la degradación foto catalítica en la industria, la agricultura y la gestión de residuos.

• ¿Por qué se usa la degradación foto catalítica?

La degradación foto catalítica es altamente eficiente para descomponer una amplia variedad de contaminantes orgánicos, incluidos compuestos químicos persistentes y difíciles de degradar mediante métodos no convencionales. Este no suele generar productos muy tóxicos como otros procesos lo suelen hacer, la degradación foto catalítica tiende a producir subproductos menos tóxicos, como agua y dióxido de carbono lo que nos ayuda a eliminación más segura de los contaminantes, Porque es un proceso que no utiliza contaminantes químicos adicionales, excepto al catalizador (que usualmente  es dióxido de titanio), y la energía requerida proviene de fuentes de luz natural o artificial, lo que reduce su impacto ambiental, la degradación foto catalítica se puede aplicar en una variedad de matrices ambientales, como aguas residuales, aire y suelos contaminados, lo que la hace útil en una amplia gama de sectores desde la industria hasta la gestión ambiental municipal, Debido a su capacidad para tratar contaminantes persistentes y si baja huella ambiental, la fotocatálisis se alinea con los principios del desarrollo sostenible al proporcionar soluciones efectivas para la protección del medio ambiente y la salud humana.

• Reactor tipo batch en la degradación foto catalítica

El reactor tipo batch es un dispositivo utilizado para llevar a cabo el proceso de manera controlada y eficiente, en un proceso de degradación se lleva a cabo en lotes discretos, esto nos quiere decir que se carga por ciertas cantidades para su mayor control, se sella y se lleva a cabo la reacción por un periodo de tiempo determinado, se pueden controlar y ajustar cuidadosamente una serie de condiciones para optimizar el proceso de degradación, la intensidad y la longitud de onda de la luz ultravioleta, la agitación del medio y otros parámetros relevantes, El diseño de un reactor tipo batch ofrece una gran flexibilidad para realizar experimentos y pruebas a pequeña escala en condiciones controladas. Esto permite la optimización y la evaluación de la eficacia del proceso en diferentes condiciones. Los reactores tipo batch son ampliamente utilizados en la investigación y desarrollo de tecnologías de degradación foto catalítica para remoción de contaminantes orgánicos en aguas residuales, aire y suelos. También se utilizan en la optimización de procesos y en la evaluación del rendimiento de nuevos catalizadores y configuración de reactores.

El Dióxido de titanio (TiO2)

Es el catalizador foto catalítico más utilizado debido a su alta actividad, estabilidad química y bajo costo, otros materiales también pueden actuar como catalizadores.

Es un compuesto químico inorgánico que existe en tres formas cristalinas principales: rutilo, anatasa y bromita, siendo la anatasa la forma más activa para la fotocatálisis, tiene una alta estabilidad química, es insoluble en agua y no es toxico, lo que lo hace seguro hace seguro para su uso en aplicaciones ambientales, el dióxido de titanio tiene una banda de energía de alrededor de 3.2eV, lo que le permite absorber la luz ultravioleta con longitudes de onda inferiores a aproximadamente 387nm, Esto significa que puede aprovechar la energía de la luz ultravioleta para activar reacciones químicas foto catalíticas, cuando el dióxido de titanio es irradiado con la luz ultravioleta, los fotones de alta energía pueden excitar electrones desde la banda de valencia hasta la banda de valencia hasta la banda de conducción generando pares electrón-hueco.