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Nonlinear Modelling of Kinetic Data Obtained from Photocatalytic Mineralisation of 2,4-Dichlorophenol on a Titanium Dioxide MembraneModelización no lineal de los datos cinéticos obtenidos de la mineralización fotocatalítica del 2,4-diclorofenol en una membrana de dióxido de titanio

Resumen

Se estudió sistemáticamente la fotomineralización de 2,4-diclorofenol (DCP) en soluciones acuosas (10,0-100,0 mg/L de C) a 318±3 K, en un reactor anular a escala de laboratorio, mediante membranas fotocatalíticas que inmovilizaban dióxido de titanio, en función de la concentración de sustrato y de la potencia absorbida por unidad de longitud de membrana. Se siguió la cinética tanto de la desaparición del sustrato, para producir productos intermedios, como de la desaparición del carbono orgánico total (COT), para producir dióxido de carbono (primera serie de experimentos). A un valor fijo de irradiancia (1,50 W⋅cm-1), se repitieron otras series de experimentos de mineralización (segunda serie de experimentos) realizando únicamente análisis de la demanda química de oxígeno (DQO), con el fin de comparar los resultados de modelización de las dos series de experimentos. En ambas series de experimentos se utilizó peróxido de hidrógeno estequiométrico como donante de oxígeno. Para la primera serie de experimentos, se empleó un modelo cinético, ya validado en trabajos anteriores, a partir del cual, mediante un conjunto de ecuaciones diferenciales, se calcularon cuatro parámetros finales optimizados, k1 y K1, k2 y K2. Mediante estos parámetros se pudo ajustar adecuadamente todo el perfil cinético. La influencia de la irradiancia sobre k1 y k2 pudo racionalizarse muy bien mediante este modelo cinético de cuatro parámetros. La modelización de los rendimientos cuánticos, en función de la irradiancia, también pudo llevarse a cabo satisfactoriamente. Como se ha encontrado anteriormente para otros tipos de sustratos, el modelado de los rendimientos cuánticos para la mineralización de DCP es consistente con la cinética de los radicales hidroxilo reaccionando entre ellos, dando lugar a peróxido de hidrógeno, que no con el sustrato o intermedios que conducen finalmente a dióxido de carbono, en paralelo con una segunda cinética de competencia que implica al anión radical superóxido. Para la segunda serie de experimentos, por el contrario, se empleó el modelo de Langmuir-Hinshelwood. Se subrayan las incertidumbres de los análisis de la DQO, unidas a las discrepancias de este modelo y a su incapacidad para reproducir la cinética hasta la mineralización completa.

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Información del documento

  • Titulo:Nonlinear Modelling of Kinetic Data Obtained from Photocatalytic Mineralisation of 2,4-Dichlorophenol on a Titanium Dioxide Membrane
  • Autor:Ignazio Renato, Bellobono; Roberto, Scotti; Massimiliano, D'Arienzo; Franca, Morazzoni; Riccardo, Bianchi; Rodica, Stanescu; Cristina, Costache; Liliana, Bobirica; Gabriela, Cobzaru; Paola Maria, Tozzi; Mauro, Rossi; Mauro Luigi, Bonardi; Flavia, Groppi; Luigi, Gini
  • Tipo:Art韈ulo
  • Año:2009
  • Idioma:Ingl閟
  • Editor:Hindawi Publishing Corporation
  • Materias:Electroquímica Energía solar Fotocatálisis Luminiscencia Rayos ultravioleta
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