OXIDACION DE 17B-ESTRADIOL MEDIANE FOTOCATALISIS

Abstract

La molécula de 17β-Estradiol forma parte de los llamados contaminantes emergentes, ya que tiene el potencial para dañar al ser humano y al ecosistema que lo rodea, incluso en bajas concentraciones. Este compuesto puede estar en contacto con los seres vivos mediante diversas rutas, en humanos, principalmente en terapias de reemplazo hormonal y métodos anticonceptivos. La flora y la fauna entran en contacto cuando los estrógenos se incorporan al ambiente por medio de las descargas de agua residual de las plantas tratadoras o en rellenos sanitarios. Los procesos de oxidación avanzada, como por ejemplo la fotocatálisis heterogénea, mineraliza los contaminantes convirtiéndolos completamente en CO2, agua y ácidos minerales. En este caso se utilizó una reacción fotocatalítica con TiO2 para la eliminación de la molécula de 17β-Estradiol en agua sintética, obteniendo un grado de mineralización mayor al 90% tras 3.6x103 s de reacción. La molécula de 17β-Estradiol, tiene un bajo coeficiente de solubilidad, por lo que se tuvo que encontrar un método de disolución, que no interfiriera con los resultados de las pruebas de fotocatálisis, encontrando que la solución de KOH, seguida de un proceso de neutralización, cumplía con los requisitos. Aunado a esto se evaluaron los parámetros de reacción, que más influyen en el proceso fotocatalítico, los cuales son pH, presencia de oxígeno en el medio y carga de catalizador en la reacción. Con respecto al pH, se encontró que la reacción fotocatalítica se ve favorecida a un pH de 3, debido que, a este pH, el TiO2, se carga de manera positiva en la superficie, atrayendo a las moléculas de 17β-Estradiol presentes en la solución. Se concluyó también que la presencia de oxígeno en la reacción es fundamental, debido a que al estar contacto con la luz UV, se favorece la formación de los radicales hidroxilo, y por ende, se atribuye una mayor degradación del contaminante. Seguidamente, se hicieron pruebas a distintas cargas de catalizador, encontrando mejores resultados a una carga de 0.1 kg·m-3 para este sistema de reacción. Cabe mencionar que, al agregar una cantidad mayor de catalizador, las partículas presentes en el medio de reacción comienzan a opacarse unas con otras, observando un efecto de apantallamiento a cargas altas de catalizador. Por último, se estableció que el modelo cinético que mejor representa los resultados de degradación observados es aquel de orden 2, con una constante de reacción especifica de 0.1768 m3·kg-1·s-1.