Preparación de nuevos materiales fotocatalizadores para la descontaminación de gases NOx

Abstract

El desarrollo del presente trabajo de investigación ha permitido alcanzar las siguientes conclusiones generales. a) En lo que respecta al diseño de nuevos materiales fotocatalizadores avanzados: - Se demuestra la capacidad de la fase hematita del óxido de hierro, -Fe2O3, como fotocatalizador eficiente para la degradación de gases NOx. - Se ha confirmado que el mecanismo fotocatalítico De-NOx conlleva el siguiente proceso de foto-oxidación: NO NO2 NO3 - No obstante, y a pesar de su tamaño nanométrico, la eficiencia fotocatalítica de la hematita resulta ser pobre. - La eficiencia fotocatalítica de la fase hematita se mejora al incrementar su superficie específica. En este sentido, estructuras unidimensionales constituidas por nanohilos nanocristalinos muestran una mejorada actividad De-NOX. - La fase α-Fe2O3 se puede preparar por la técnica CVD con un control efectivo de su nano-organización estructural. De igual modo se pueden preparar depósitos de α-Fe2O3/TiO2 nanoestructurados. La fase α-Fe2O3 actúa en sinergia con la fase anatasa del TiO2 obteniendo unas láminas delgadas muy eficientes en el proceso De-NOX. - Se demuestra que la actividad De-NOX de la fase TiO2 anatasa puede ser mejorada. La preparación de una estructura mesoporosa nanoparticulada conlleva a la obtención de un óxido TiO2 no sólo activo a la luz UV sino también en el Visible, además de una sobresaliente mejora en la selectividad del proceso fotoquímico. b) Por otra parte, en relación al estudio de nuevos materiales fotocatalíticos obtenidos a partir de residuos sólidos procedentes de otras industrias: - Se ha demostrado que se pueden realizar transformaciones adecuadas de los residuos industriales que les aporten un nuevo valor añadido y propiedades para la mejora de la calidad medioambiental. - Se ha optimizado el proceso de transformado de un residuo industrial en agente fotocatalizador. - Los residuos ricos en hierro son utilizados eficazmente como aditivos fotocatalizadores en materiales de construcción para aplicaciones de auto-limpieza y descontaminación de gases NOx. - En los materiales de construcción que además de incorporar los residuos transformados también incorporan TiO2, se observa una acción sinérgica de ambos aditivos fotocatalizadores que conduce a una clara mejora de la eficiencia fotocatalítica última del material. - Se ha demostrado que las cenizas de procedentes de la combustión de la cascarilla de arroz sirven de soporte útil de material fotocatalizador. - El proceso térmico de preparación de composites Fe2O3/SiO2 condiciona la morfología de la fase hematita soportada, así como su superficie específica. - Los composites Fe2O3/SiO2 presentan actividad De-NOX mejorada respecto a la observada para la muestra de hematite nanocristalina en polvo. Todas las conclusiones anteriores evidencian que se pueden preparar nuevos materiales con propiedades fotocatalíticas mejoradas en lo que respecta a la eliminación de gases NOX en atmósferas contaminadas, objetivo principal planteado al iniciar esta Tesis Doctoral.