Evaluación de la eficiencia fotocatalítica de recubrimientos anódicos anotubulares de TiO2

Abstract

La creciente demanda de la sociedad para la remediación de aguas contaminadas ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías de purificación como las llamadas Tecnologías Avanzadas de Oxidación/Reducción (TAOs/TARs) (Litter, 2005), basadas en la generación de radicales libres, fundamentalmente HO., para la transformación de contaminantes. Uno de los procesos más estudiados entre las TAOs/TARs es la Fotocatálisis Heterogénea (FH). Este proceso se inicia cuando un semiconductor es irradiado con luz de energía igual o superior a la correspondiente a su band-gap, dando lugar a las especies reactivas que transforman los contaminantes (Braslavsky, 2011). El TiO2 es uno de los semiconductores más utilizados debido a su bajo costo, biocompatibilidad, fotoestabilidad, disponibilidad comercial, estabilidad en agua y elevada eficiencia fotocatalítica. La eficiencia de los sistemas empleando nanopartículas de TiO2 suspendidas en el agua a tratar es relativamente alta; sin embargo, conllevan la necesidad de incorporar una costosa etapa de separación y recuperación del catalizador en el proceso de descontaminación. Esta etapa puede eliminarse inmovilizando TiO2 sobre soportes. Uno de los métodos más simples para obtener recubrimientos de TiO2 es la oxidación anódica, técnica electroquímica permite el crecimiento de un óxido sobre un ánodo de titanio frente a un cátodo de platino haciendo circular corriente continua entre ambos electrodos sumergidos en un electrolito. Cuando la oxidación anódica se lleva a cabo empleando electrolitos que contienen iones F-, es posible obtener recubrimientos nanotubulares. El crecimiento de nanotubos de TiO2 se puede atribuir al equilibrio dinámico entre los procesos de crecimiento (Ec. 1) y de disolución del óxido (Ec. 2) (Regonini, 2013). Los iones F- presentes en el electrolito interaccionan con el Ti dando lugar a la formación de complejos Ti-F (Ec. 2) solubles en agua, que lideran la reacción de disolución del óxido en puntos localizados (Oh, 2012).