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Se analizan diferentes modelos de dispersión de radiación para evaluar su efecto sobre la cantidad de energía radiante absorbida por un fotocatalizador en la determinación de rendimientos cuánticos. Se simuló el campo de radiación en un sistema de foto-descomposición heterogénea de ácido dicloroacético catalizada por partículas de dióxido de titanio utilizando un modelo unidimensional para evaluar la absorción y la dispersión de radiación en el espacio de reacción. Se compararon los resultados obtenidos con diferentes modelos de funciones de fase anisotrópicas respecto a la función de fase isotrópica. Se encontró que la dispersión de radiación isotrópica es una aproximación razonable para la dispersión producida por partículas en suspensión de dióxido de titanio. Different models of radiation scattering used to valuate its effect on the amount of radiant energy absorbed by a photocatalyst in the determination of quantum yields were analyzed. The radiation field in a heterogeneous photodecomposition of dichloroacetic acid catalyzed by particles of titanium dioxide was simulated using a one-dimensional model to evaluate the absorption and scattering of radiation in the reaction space. The results obtained by the different models of non-isotropic phase function with the isotropic phase function were compared. It was found that the scattering of isotropic radiation is a reasonable approximation for scattering produced by suspended particles of titanium dioxide.

Se formuló un modelo semiempírico para la estimación de eficiencias fotónicas en sistemas de reacción fotocatalítica heterogénea, en función de un factor pre-exponencial llamado eficiencia fotónica-intrínseca y un factor exponencial que cuantificó el efecto de carga de catalizador, geometría y concentración inicial de substrato. Los postulados y el modelo fueron validados en la fotodegradación de ácido dicloroacético en tres reactores fotocatalíticos heterogéneos a escala laboratorio, utilizando TiO2-P25, y radiación monocromática de baja energía. Se encontró que el modelo es altamente predictivo para eficiencias fotónicas con errores relativos menores al 1.8%. A semi-empirical model was formulated to estimate the photonic efficiency of photocatalytic reactions in heterogeneous systems. This is a function of a pre-exponential factor called intrinsic photonic-efficiency and an exponential factor that quantified the effect of catalyst loading, geometry, and initial concentration of substrate. The assumptions and the model were validated on the photodegradation of dichloroacetic acid in three lab-scale heterogeneous photocatalytic reactors, using TiO2-P25 and low energy monochromatic radiation. It was found that the model is highly predictive for photonic efficiencies with relative errors below 1.8%.

Los efectos de geometría del reactor y concentración inicial de sustrato para una reacción de fotodegradación de ácido dicloroacético (ADCA) con TiO2 - P25 como catalizador al aplicar un campo radiante de baja energía fueron evaluados en tres reactores con diferente geometría y área de absorción. La concentración de catalizador fue constante y la concentración de oxígeno es cercana a saturación a temperatura ambiente. El desempeño del proceso y la significancia de los efectos fueron evaluados a través del porcentaje de fotodegradación de ADCA y de un modelo de ajuste lineal. La fotodegradación se favoreció en reactores con colectores de radiación difusa, alta superficie de absorción y baja concentración inicial de ADCA. El factor geométrico fue el más influyente en el desempeño del proceso. El modelo obtuvo alta capacidad predictiva con un error global asociado menor al 3.5% y un coeficiente de correlación de 0.98. The geometry effects in the reactor and the initial concentration of substratum for a reaction of dichloroacetic acid (DCA) photodegradation with TiO2 - P25 as catalyst using a low-energy radiant field, were evaluated in three lab-scale reactors with different geometry and absorption area. The catalyst concentration was constant and oxygen concentration was near the saturation level at room temperature. The process performance and the effect significance were evaluated through the DCA photodegradation percentage and a lineal model. The photodegradation was improved with diffuse-radiation collectors, wide absorption area, and initial low concentration of DCA. The geometric factor had the highest influence in the process performance. The model obtained a high predictive capacity with a global associated error less than 3.5% and a correlation coefficient of 0.98.