Fotocatalizadores basados en dioxido de titanio y nitruro de carbono polimerico en reacciones de oxidacion total y selectiva

Resumen

En la Tesis Doctoral titulada "Fotocatalizadores basados en dióxido de titanio y nitruro de carbono polimérico en reacciones de oxidación total y selectiva", se han estudiado las reacciones de fotodegradación de contaminantes emergentes y fotooxidación selectiva de compuestos orgánicos a moléculas de alto valor añadido en presencia de fotocatalizadores basados en titania y nitruro de carbono polimérico (PCN), respectivamente. La primera parte de la Tesis describe la síntesis y aplicación del TiO2 para la remediación de aguas conteniendo el contaminante orgánico 2-(4-metilfenoxi)etanol (MPET). Se ha desarrollado un nuevo procedimiento para la síntesis de partículas esféricas de dióxido de titanio mesoporoso. Se ha estudiado el mecanismo de degradación de MPET, revelando la formación de p-cresol tóxico como un intermedio de reacción. Las esferas mesoporosas de titania resultaron eficientes para la degradación de MPET y p-cresol. La segunda parte del trabajo está dedicada a las reacciones de oxidación fotocatalítica selectiva. En agua, en presencia de materiales basados en PCN, el enlace bencílico C-H de los alquilfenoletoxilatos fue oxidado a especies carbonilo. Además, se describe que los materiales basados en PCN oxidan el carbono bencílico del MPET, formando 4-(2-hidroxietoxi)benzaldehído con alta selectividad (~87%). Se ha estudiado la aplicación del aducto PCH-H2O2 en la valorización fotocatalítica del 5-hidroximetil-2-furaldehído, una molécula plataforma derivada de biomasa, a 2,5-furandicarboxaldehído (FDC). En medio acuoso, el aducto obtenido posee elevada selectividad para la formación de FDC, tanto por irradiación UV (80%) como bajo luz solar (89%). La Tesis concluye con el escalado de la síntesis de fotocatalizadores PCN y PCN-H2O2 y su aplicación para la oxidación parcial de HMF y alcoholes aromáticos en un reactor piloto de la Plataforma Solar de Almería. Los resultados demuestran que estos materiales son candidatos prometedores para su implementación en procesos de oxidación de especies orgánicas a nivel industrial.