Síntesis supercrítica de catalizadores para la fotorreducción de co2
- Autores: Susana Tostón Serrano
- Directores de la Tesis: Rafael Camarillo Blas (dir. tes.), Jesusa Rincón Zamorano (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pablo Cañizares Cañizares (presid.), Jovita Moreno Vozmediano (secret.), Antonio Nieto-Márquez Ballesteros (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Química y Ambiental por la Universidad de Castilla-La Mancha
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RUIdeRA
- Resumen
En la actualidad, el mundo se enfrenta a una problemática ambiental global sin precedentes como es el cambio climático. Uno de los pilares en la lucha contra este fenómeno es la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEIs), especialmente las de dióxido de carbono. Además de los logros conseguidos hasta la fecha en las tecnologías de captura y almacenamiento de CO2, durante los últimos años han surgido métodos prometedores de conversión del gas a productos de alto valor añadido. En este contexto, el presente trabajo de investigación se centra en el estudio de uno de estos últimos procesos, la reducción fotocatalítica de CO2 a productos combustibles. Esta alternativa de utilización del gas implica la reacción de la molécula de CO2 con un agente de reducción (en este caso, agua), en presencia de un material semiconductor que proporciona electrones (e-) y huecos (h+) al ser iluminado con luz de energía adecuada. Un aspecto muy interesante de la técnica es la posibilidad de utilizar luz solar como fuente de energía, de modo que este recurso natural puede ser convertido a una forma de energía aprovechable en los sistemas de producción energética convencionales.
Por otra parte, en lo que se refiere al fotocatalizador utilizado, las numerosas ventajas que ofrece el dióxido de titanio en aplicaciones similares a la que nos ocupa han justificado sobradamente su elección. No obstante, se requiere una mejora de las características fisicoquímicas del TiO2 que permitan incrementar la eficiencia y selectividad del proceso de fotorreducción de CO2. En este estudio, se demuestra que la síntesis supercrítica de partículas de TiO2 (sin modificar y con metales) rinde fotocatalizadores con propiedades mejoradas respecto al catalizador de referencia (TiO2 Degussa P-25), lo que ha conducido a una actividad fotocatalítica superior de los sólidos sintetizados en la reducción de CO2. Entre las características de los catalizadores preparados, se han encontrado una elevada superficie específica, adecuadas porosidad, morfología y tamaño, presencia de grupos funcionales de interés, alto grado de cristalinidad y pureza, baja energía de banda prohibida y fotoactividad con luz visible.
Todo lo mencionado, sumado a un mínimo uso de disolventes en el proceso de síntesis supercrítica (frente a métodos de preparación tradicionales) así como la ausencia de los mismos en el de fotoconversión de CO2 (al emplearse agua como reductor), confiere a la técnica en su conjunto un valor excepcional desde una perspectiva medioambiental y de escalado.
