Estudio catalítico comparativo de los sistemas TiO2 y Nb2O5 en la degradación de cianuro en función del tipo de oxidante

Abstract

La viabilidad del uso de otros agentes fotocatalizadores como el niobio, radicaen disminuir las energías altas de la banda prohibida para hacerlo competitivo frente al TiO2, sin embargo la presencia de coayudantes de oxidación, talescomo H2O2 y O3 podrían presentar resultados sorprendentes en el desempeño catalítico, debido a una mayor generación del radicales OH. La obtención de óxidos de mayor área y propiedades texturales diferentes al oxido de niobio comercial, mejoran su actividad catalítica en la remoción de cianuro libre. El trabajo presenta resultados experimentales de fotodegradación de cianuro 100mg=l sobre TiO2 Degussa P- 25 y Nb2O5 · 3H2O, usando un fotorreactor CPC con una capacidad de 4L de solución, usando como fuente de radiación la luz solar, tomando una inclinación igual a la latitud de Cartagena 10.45°, los resultados indicaron un claro efecto del pH, el tipo de catalizador y el coayudante de oxidación. La reducción de ion cianuro del efluente contaminado aumento por la adición del agente oxidante (O3 y H2O2). Sugiriendo una mayor susceptibilidad del cianuro libre, para oxidarse a cianato de forma indirecta, por una mayor generación de radicales hidroxilos, inducidos por la presencia de H2O2 o del O3 bajo radiación solar. Se obtuvo porcentajes de oxidación fotocatalítica de cianuro libre, entre el 64% y 72% usando Nb2O5 · 3H2O y un rango entre 67% y 71% usando TiO2 Degussa P - 25. Los catalizadores fueron caracterizados estructuralmente usando DRX, BET,Raman e FT-IR, con la finalidad de correlacionar los cambios morfológicos con el desempeño catalítico.

Niobium-Titanium-Based Photocatalysts: Its Potentials for Free Cyanide Oxidation in Residual Aqueous Effluent

“…The solid formed (precipitate) was siphoned with plenty of water for 5 days, washing the supernatant daily. After that, 2 M H 2 SO 4 was added, stirring for 2 h and letting it rest for 1 h, washing again for 48 h and drying at 120 • C in a vacuum oven for 3 h (Castro and Barbosa, 2012). The materials synthesized for this investigation and their identification are reported in Table 1.…”

ZNO/TIO2 and ZNO/NB2O5 as effective systems for the treatment of enteric bacteria and commercial dyes

“…It is also widely known that N b 2 O 5 has basic acid properties, which can effectively contribute to the degradation of different organic pollutants like dyes, glycerol, cyanide, bacteria, and drugs [14,[16][17][18]. This effect can be associated with better adsorption of these pollutants on the surface of niobia, which can present positive and or negative active sites available for its adsorption, thus leading to a more effective way of breaking the bonds in the pollutant molecule.…”

Efecto de la concentración de hierro en las propiedades del NB2O5 con posible aplicación fotocatalítica

“…Es de interés actual desarrollar compuestos de energía de banda gap bajo, ya que serían competitivos frente al óxido de titanio (TiO 2 ), material comúnmente empleado en aplicaciones fotocatalíticas [18]. Buscando mejorar su comportamiento en reacciones de óxido-reducción, para degradar compuestos orgánicos en solución acuosa y ser activo con la luz visible, se eligió dopar el pentóxido de niobio (Nb 2 O 5 ) con hierro (Fe) a distintas concentraciones en peso (2,5 %, 5 % y 10 %) empleando el método Pechini, que consiste básicamente en la formación de un quelato entre los cationes metálicos (en este caso niobio contenido en sales disueltas), en solución acuosa con un ácido carboxílico [19].…”

“…El estudio propuesto permitió establecer indicios sobre el comportamiento de propiedades estructurales, superficiales y ópticas del Nb 2 O 5 con la inclusión de iones Fe; se analizó la posibilidad de sustitución de cationes Nb 5+ , en la red cristalina del óxido [18], con lo que se exploró la factibilidad de que solo los cationes pentavalentes de niobio pudieran ser remplazados. En general, se investigó el efecto de la concentración del dopante y de la temperatura de cristalización en las propiedades estructurales, empleando Difracción de Rayos X (DRX) morfológicos, a través de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), y superficiales, por medio de fisisorción de nitrógeno, del Nb 2 O 5 a través de la síntesis del sistema Nb 2 O 5 :Fe (a concentraciones en peso del 2,5 %, 5 % y 10 %) por el método Pechini.…”