Degradación de disruptores endócrinos en medio acuoso por fotocatálisis heterogénea

Abstract

En la presente Tesis se estudió la degradación por fotocatálisis heterogénea de dos compuestos disruptores endócrinos: Bisfenol A (BPA) y Ácido clofíbrico (AC). En una primera etapa se estudió la degradación de BPA en medio acuoso empleando un reactor de lecho suspendido. Se emplearon catalizadores de TiO2 capaces de activarse con radiación UV y visible para evaluar la posibilidad de utilizar radiación solar como fuente primaria de energía. La actividad de estos catalizadores se evaluó a través de la eficiencia fotónica global y de la eficiencia cuántica de reacción. Este último parámetro involucró el cálculo de la velocidad de absorción de fotones, para lo cual fue necesario determinar las propiedades ópticas de los catalizadores evaluados. En una segunda etapa se estudió la degradación de AC en un reactor de lecho suspendido y se desarrolló un modelo cinético para representar la degradación del contaminante, como así también la degradación y formación de sus principales intermediarios. Posteriormente, se evaluó la degradación de AC utilizando dos configuraciones de reactores con TiO2 inmovilizado: un reactor de pared catalítica y un reactor de lecho fijo en el que se utilizaron anillos de vidrio como soporte inerte para el catalizador. Se analizó el efecto del número de recubrimientos y del nivel de radiación incidente sobre la eficiencia del sistema. Finalmente, en base a los resultados obtenidos se compararon las eficiencias de las tres configuraciones de reactor empleadas. El modelado del campo de radiación en los reactores se realizó a través del método de Monte Carlo.

In this Thesis, degradation of two endocrine disruptor compounds by heterogeneous photocatalysis was studied:bisphenol A (BPA) and clofibric acid (CA). In a first stage, the degradation of BPA in water in a slurry reactor was studied. In order to assess the possibility to employ solar radiation as the main energy source, different catalysts of TiO2 which allows the photoactivation with visible and UV radiation were evaluated. The performance of both catalysts was assessed by the overall photonic efficiency and the quantum efficiency of reaction. This last parameter involved the calculation of the rate of photon absorption. To calculate the photon absorption in the reactor, the optical properties of the catalysts were measured. In a second stage, CA degradation in a slurry reactor was evaluated. A kinetic model to represent the photocatalytic degradation of CA and the main reaction intermediates was developed. Then, CA degradation was evaluated by employing two different configurations of reactors with the immobilized catalyst: a fixed film reactor and a fixed bed reactor filled with glass rings. The efficiency of the system was assesses for different catalyst coatings and different levels of irradiation. Finally, the efficiencies of the three reactor configurations were compared. The modeling of the radiation field in the reactors was carried out by Monte Carlo simulation.