Producción de h2 por disociación fotocatalítica del agua usando luz UV y visible y catalizadores de tiO2 con Au, Ni, Pd, Au-Pd O Au-Ni

Abstract

En esta tesis se reporta la producción de hidrógeno usando el reactor Photo CREC Water II – Modificado, con 10 diferentes catalizadores de TiO2 dopados con el método sol-gel (s-g) y/o impregnados por deposición-precipitación (d-p), con los metales: Au, Pd, Ni; y parejas de metales: Au-Pd y Au-Ni; con porcentaje en peso de 1% por metal y como agentes de sacrificio 2% de etanol en volumen o 20 ppm de carbono en fenol. Se encontró que la presencia de los metales, modifica la energía de banda prohibida, desde 3.2 hasta 2.58 eV, pero no cambia la fase del soporte, que en todos los casos fue anatasa. Se demostró que el Au depositado en la superficie tiene mejor desempeño que el dopado. El reactor Photo CREC Water II Modificado, que trabaja con una lámpara UV, se modificó instalando 2 lámparas de luz visible para tener capacidad de realizar experimentos con un tipo de luz o con ambas simultáneamente. Se encontró que la luz visible tuvo mayor efecto en los catalizadores con oro. Las producciones de hidrógeno de mayor a menor fueron en el siguiente orden: 1Pd s-g › 1Au-1Pd s-g › 1Au-1Pd d-p › Ti s-g › 1Au-1Ni s-g › DP25 › 1Au d-p › 1Au-1Ni d-p › 1Ni s-g › 1Au s-g, obteniéndose en el mejor de los casos, para 1Pd s-g 0.813 μmol/ml, y aunque es difícil la comparación, este valor supera relativamente al reportado por otro autor quien obtuvo 1.0 μmol/ml, pero usando 2% en peso de Pd y no 1% como en la presente tesis. Se considera que el catalizador 1 Pd s-g tiene la mayor actividad fotocatalítica debido a que disminuye la energía de activación, tiene mayor número de sitios ácidos. Se considera que el trabajo realizado en esta tesis es un avance muy significativo, dado que se ha realizado un estudio con diferentes catalizadores, diferentes fuentes de luz y continuando con esta investigación, eventualmente se podrán diseñar reactores fotocatalíticos que operen con luz visible.