Reattività fotoindotta del biossido di titanio nanotubolare : influenza della composizione ionica

The experimental research at lab scale was carried out to evaluate the production of holes and hydroxyl radicals in a photocatalytic process using nanostructured dioxide titanium (TiO2), produced by anodic oxidation of titanium. A regeneration method for fouled TiO2 meshes used for the evaluation of the production of holes and hydroxyl radicals was developed to remove previously adsorbed compounds. The influence of inorganic anions (phosphate, bicarbonate, nitrate, chloride and sulphate), pH and dark adsorption on holes production was also evaluated. The kinetics of the photocatalytic process were described by a Langmuir-Hinshelwood model. The kinetic parametres have been estimated in monocomponent solutions and then validated with the multicomponent solutions data to obtain a prediction model for TiO2 reactivity in complex solutions.

La ricerca sperimentale, svolta a scala di laboratorio, ha permesso di valutare le prestazioni del processo fotocatalitico su TiO2 nanotubolare, cresciuto per ossidazione anodica su reti di titanio vergine, in termini di produzione di lacune elettroniche e radicali ossidrile. In particolare è stata messa a punto una procedura di rigenerazione del materiale fotocatalitico, che consente la rimozione dei composti precedentemente adsorbiti sulle stesse, sia nel caso della valutazione della produzione di lacune elettroniche che di radicali ossidrile. Successivamente è stata valutata l’influenza della presenza di anioni inorganici (fosfato, bicarbonato, nitrato, cloruro, solfato), della variazione di pH e della presenza di una fase di adsorbimento in assenza di radiazione UV sulla produzione di lacune elettroniche. È stato infine utilizzato il modello di Langmuir-Hinshelwood per descrivere la cinetica del processo fotocatalitico. Le costanti del modello stimate nel caso di soluzione mono-componente sono state validate sui dati sperimentali ottenuti per soluzioni multicomponente, con la finalità di sviluppare un modello predittivo della reattività del materiale in soluzioni complesse.