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Fil: Manassero, Agustina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. 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. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Fil: Ballari, María de los Milagros. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. La fotocatálisis heterogénea es una tecnología avanzada de oxidación para descontaminación de agua y aire. Este proceso utiliza un semiconductor como catalizador, generalmente dióxido de titanio, que es activado con radiación ultravioleta. La principal ventaja de estas reacciones es que logran mineralizar completamente una gran cantidad de contaminantes orgánicos. En la mayoría de los estudios cinéticos con reactores fotocatalíticos que utilizan dióxido de titanio en suspensión, se han considerado condiciones de mezcla perfecta para obtener los parámetros cinéticos. Sin embargo, bajo determinadas condiciones de operación, las limitaciones a la transferencia de materia se hacen presentes disminuyendo la eficiencia del fotorreactor y el régimen de control cinético no es garantizado. En la presente tesis se estudian los efectos difusivos en un proceso de degradación fotocatalítica de un contaminante modelo (ácido dicloroacético) en medio acuoso, empleando un reactor de lecho suspendido y dióxido de titanio como catalizador. Se propone un modelo para el balance de materia del fotorreactor que considera la posible existencia de un régimen de control difusivo. Con este modelo se observan significativos gradientes de concentración en el seno del fluido que derivan de la no uniformidad del campo de radiación. Además son consideradas las limitaciones de transporte externo e interno a la partícula catalítica (o aglomerados). Finalmente se realiza la validación experimental del modelo matemático propuesto. En ausencia de fuertes condiciones de mezclado los datos experimentales obtenidos son ajustados mejor por el modelo riguroso que por el modelo de mezcla perfecta. The photocatalysis heterogeneous is an advanced oxidation technology applied to water and air decontamination. This process involves a solid semiconductor catalyst, regularly titanium dioxide, which is activated with ultraviolet light. The main advantage of these reactions is that a wide range of organic contaminants may be fully destroyed. The majority of kinetics studies with photocatalytic reactors employing titanium dioxide in suspension have considered perfect mixing conditions to obtain the kinetic parameters. However, under certain operating conditions, mass transfer limitations starts to appear, leading to a less photoreactor effectiveness and the kinetic regime control is not guaranteed. In the present thesis, the diffusive effects are studied in a photocatalytic degradation process of a model contaminant (dichloroacetic acid) in aqueous media, employing a slurry reactor and titanium dioxide as the catalyst. A mass balance model is proposed to describe the performance of the photoreactor, considering the possibility of the existence of a diffusive controlling regime. Significant concentration gradients in the bulk derived from the non uniformity of the radiation field are observed with this model. In addition, the external and internal catalytic particle (or agglomerate) transport limitations are considered. Finally, the experimental verification of the proposed mathematical model is made. In the absence of strong mixing conditions, a better fitting of the experimental data is obtained for the rigorous model than for the perfect mixing model. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica Universidad Nacional del Litoral