Título Tesis: “Desarrollo de un nuevo nanomaterial fotocatalítico α-Fe2O3/TiO2 y β-CD/α-Fe2O3/TiO2 para la transformación de compuestos orgánicos derivados de la biomasa”
Profesor (a) Guía: Lorena Barrientos / Ricardo Salazar
Defensa de Tesis Doctoral: 29 de agosto del 2022
Resumen
El uso desmedido de los combustibles fósiles para la generación de diversos productos, la escasez del recurso hídrico y la creciente urbanización ha provocado un fuerte impacto en el cambio climático. Estos fenómenos han motivado el desarrollo e innovación de diferentes tecnologías capaces de frenar los daños provocados. Por esta razón, el aprovechamiento de la radiación solar, bajo condiciones de reacción suaves, en medio acuoso y sin la adición de componentes tóxicos ha motivado el mejoramiento del fotocatalizador α-Fe2O3/TiO2 para incrementar la calidad de las aguas residuales. Para evaluar su actividad fotocatalítica, bajo la oxidación selectiva de biomasa lignocelulósica o la degradación de biomasa de origen animal, se modularon sus propiedades morfológicas, estructurales y optoelectrónicas junto con, las condiciones del medio de reacción. Los resultados mostraron que el uso de 0,5 g/L del fotocatalizador 1,0% p/p de α-Fe2O3/TiO2 bajo la adición de agentes oxidantes inocuos incrementa la tasa de mineralización en un 63% de un agua residual. Los resultados fueron respaldados por los análisis XPS, XRD, DRS, SBET, HRTEM, EPR, entre otros, dando cuenta de su amplia área superficial específica, su reducida brecha energética (heterounión de Tipo II), su morfología constituida de varas y nanopartículas esféricas, en conjunto con la estabilización de la fase anatasa. Así mismo, la recuperación y reutilización del fotocatalizador, no afectó significativamente su actividad. Del mismo modo, 0,7% p/p de α-Fe2O3/TiO2 funcionalizado con 1,0 mol de β-CD, mejoró la oxidación selectiva de guayacol hacia la formación de p-BQ por sobre un 68% debido a la formación de un complejo anfitrión-huésped. Resultados que demuestran la versatilidad del fotocatalizador sintetizado, el cual no solo permite mejorar la calidad de las aguas residuales a través de procesos de mineralización, sino también, aprovechar los residuos persistentes y fomentar su reutilización en la síntesis de productos de alto valor agregado con el fin de combatir las consecuencias del cambio climático.