Publicado

2005-01-01

Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso

Palabras clave:

fotodegradación, fenoles, fotocatálisis heterogénea, tratamiento de aguas (es)
photodegradation, phenols, heterogeneous photocatalysis, water treatment (en)

Descargas

Autores/as

  • Claudia Marcela Rubiano H. Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín)
  • William Alejandro Laguna C. Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín)
  • Carmen Elena Zapata S. Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín)
  • Juan Miguel Marin S. Universidad de Antioquia

Los fenoles son compuestos orgánicos recalcitrantes y de toxicidad considerable, los cuales se encuentran generalmente en aguas residuales de industrias petroquímicas, papeleras, de producción de pesticidas y herbicidas, entre otras. Convencionalmente estos compuestos son tratados por: adsorción, electroquímica, biodegradación o incineración, sin lograr una remoción óptima, por lo que se hace necesario el estudio de técnicas más eficientes. La fotocatálisis heterogénea es una de ellas, la cual se basa en una reacción catalítica que involucra la absorción de luz por parte de un semiconductor, con el fin de degradar los contaminantes orgánicos a dióxido de carbono, agua y ácidos minerales, inocuos para el medio ambiente.

Actualmente los estudios buscan valores óptimos para los diferentes parámetros que afectan el proceso fotocatalítico. Estos son: pH, temperatura, intensidad de radiación, diseño del reactor, naturaleza y concentración del contaminante, aditivos y la cinética de reacción, la cual juega un papel muy importante en la aplicación real del proceso. La tendencia de la fotocatálisis está enfocada al desarrollo de prototipos útiles en la industria, principalmente en tratamientos de descontaminación de aire, agua o suelos, y en aplicaciones de autolimpieza de superficies.

Phenols are recalcitrant and quite-toxic organic compounds, which are generally in wastewaters from some industries, such as petrochemical, paper mills, chemical industries of production of pesticides and herbicides, among others. Conventionally these compounds are treated with some treatment, such as electrochemistry, biodégradation or incineration, in which ones it is not achieved an optimal removal of phenols. Due to this becomes necessary the study of more efficient techniques. Heterogeneous Photocatalysis belongs one to them, which one is based on a catalytic reaction that involves the absorption of light on a semiconductor, with the purpose of degrading the organic pollutants to dioxide of carbon, water and mineral acids, these ones innocuous for the environment.

At the moment, studies look for to optimize the values for the different parameters that affect the photocatalytic process. These are: pH, temperature, radiation intensity, reactor design, nature and concentration of the pollutant, preservatives, and kinetics of the reaction. This last one plays a very important role in the real application of the process. The tendency of the photocatalysis is focused to the development of useful prototypes in the industry, mainly in decontamination treatments of air, water, or soils, and in self-cleaning surface application.

Referencias

Ahmed, S.; Kemp, T. J. y Unwin, P. R., 2001. Photomineralisation Kinetics of Aqueous Chlorophenols at a Supported Ti02 Surface Studied by the Channel-flow Method with Electrochemical Detection. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 141, 69-78.

Alberici, R. M., Jardim, W. F., Nogueira, R. F. P., Mendes, M. A. y Aberlin, M. N., 1999. Photocatalytic Degradation of Phenol and Trichloroethylene: On-line and Real-Time Via Membrana Introduction Mass Spectometry. Ind. Eng. Chem. Res. 38, 1754-1758.

Alberici, R. M., Jardim, W. F. y Nogueira, R. F. R, 1997. Heterogeneous Photocatalysis: An Emerging Tecnology for Remediation of VOC Contaminanted Environments. Ciencia e cultura Jaurnal of the Braziliam Association for the Advancement of Science. Vol 49 (1/2), 14-24.

Alemany, L. J., Bafiares, M. A., Pardo, E., Martin F., Galán-F, M. y Blasco, J. M., 1997. Photodegradation of Phenol in Water Using Silica-supported Titania Catalysts. Applied Catalysis B: Environmental 13, 289-297.

Alzate, R. A. y Botero, C. A., 2000. Algunas Técnicas usadas en el Tratamiento de Aguas Residuales Fenólicas. Revista Departamento de Ciencias Universidad Nacional de Colombia sede Manizales, Junio, 20-29.

Arena, J., 1973. Poisoninig, Toxicology, Symptoms, Treatments 3ra Ed., American lectures series.

Axelsson, A. K.y Dunnea, L. J., 2001. Mechanism of Photocatalytic Oxidation of 3,4-dichlorophenol on Ti02 Semiconductor Surfaces. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 144, 205-213.

Barbara, B., Cavicchioli.A. y otros, 1995. Pilot-Plant-Scale Photodegradation of Phenol in Aqueous Solution by Photocatalytic Membranes Inmobilizing Titanium Dioxide. Chemosphere Vol 30 N. 10, 1861-1874.

Blanco, J., Malato S. y Richter, C., 1996. Solar Detoxification Plant for a Hazardous Plastic Bottle Recycling Plant in El Ejido: Feasibility Study. CIEMAT - Plataforma Solar de Almería (PSA). 8th International Symposium on Solar Thermal Concentrating Technologies. Köln, Germany. October

Calabrese, A.I. y Astolfi, E. A., 1976. Toxicologia, Kapelusz (Argentina).

Chen, J., Eberlein, L. y otros, 2002. Pathways of Phenol and Benzene Photooxidation Using T i02 Supported on a Zeolite. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 148, 183- 189.

Christoskova, St. G., Stoyanova, M. y Georgieva, M., 2001. Low-temperature Iron-modified Cobalt Oxide System Part I. Preparation and Characterisation. Applied Catalysis A: General 208, 235- 242.

Chun, H., Yizhong, W. y otros, 2000. I. Destruction of Phenol Aqueous Solution by Photocatalysis or Direct Photolysis. Chemosphere 41, 1205-1209.

Decreto 1594 del 26 de Junio de 1984 de la Legislación Colombiana. Disponible en: www.minambiente.gov.co

Di Paola, A., Auguglíaro, V., Palmisano, L., Pantaleo, G. y Savinov, E., 2003. Heterogeneous Photocatalytic Degradation of Nitrophenols. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 155, 207-214.

Ding, Z.,Lu, G. Q. y Greenfield, P. F., 2000. Role of the Crystallite Phase of Ti02 in Heterogeneous Photocatalysis for Phenol Oxidation in Water. J. Phys. Chem. B, 104, 4815-4820.

Dingwang, C. y Ajay, K. R., 1999. Photocatalytic Kinetics of Phenol and its Derivatives over UV Irradiated Ti02. Applied Catalysis B: Environmental 23, 143-157.

Dreisbach, R., 1980. Hanbook of poisoning: prevention, diagnosis, and treatment, Lange Medical Publications. Estados Unidos.

Esplugas, S., Gimenez, J., Contreras S., Pascual E. y Rodriguez, M., 2002. Comparison of Different Advanced Oxidation Processes for Phenol Degradation. Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia de la Universidad de Barcelona. Water Research 36, 1034-1042,

Feitz, A. J., Boyden, B. H. y Waite, T. D., 2000. Evaluation Of Two Solar Pilot Scale Fixed-Bed Photocatalytic Reactors. Wat. Res. Vol. 34 No. 16, 3927-3932.

Forero, J.E. y Duque J.J., 2001. Ozone for phenol treatment in industrial wastewater, CTyF, 2, 2, Die

Francis A. Phenols; parte de: Organic Chemistry 5th ed. by, On-Line Learning Center, University of Calgary. Documento disponible en: http://www.chem.ucaIgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch24/ ch24-1.html

Fujishima, A. y Rao, T. N., 2000. Titanium Dioxide Photocatalysis. Joumald of Photochemistry and Photobiology C: Photochemestry Reviews 1, 1-21.

Fujishima, A. Rao, T. N. y Tryk D. A.. 2000. Titanium Dioxide Photocatalysis. Journald of Photochemistry and Photobiology C: Photochemestry Reviews 1, 1-21.

Garcia J. y Diez F., 1989. Métodos Alternativos para el tratamiento de efluentes fenólicos industriales. Ingeniería Química Madrid. pp151-157.

Gil, L. H.. 1998. Degradación biológica del fenol por lodos activados: respuesta del sistema al incremento de carga. DYNA Revista Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellin, N.125, 36-40, Julio.

Giménez, J., Curco, D. y Queral, M.A., 1999. Photocatalytic Treatment of Phenol and 2,4- dichlorophenol in a Solar Plant in the Way to Scaling-up. Catalysis Today 54, 229-243.

Gómez M. C., 1998. Remoción de Fenoles de las Aguas de Producción de los Campos Trinidad y Barquerena [Trabajo Dirigido de Grado]. WA: Universidad Nacional de Colombia, Medellin.

Guarin, L. M., 1997. Estudio Cinético de la Degradación de Fenol por Oxidación Química con Peroxido de Hidrógeno Catalizada con Luz Ultravioleta. Trabajo Dirigido de Grado. WA: Universidad Nacional de Colombia, Medellin.

Gun, D. L., Soon, K. J. y Yeon, J- J., 2003. Photocatalytic Decomposition of 4-Nitrophenol Over Titanium Silicalite (TS-1) Catalysts. Applied Catalysis A: General 239, 197-208.

Herrmann J. M., 1999. Heterogeneous Photocatalysis: Fundamentals and Applications to the Removal of Various Types of Aqueous Pollutants. Catalysis Today 53, 115-129.

Herrmann, J.M., 1999. Heterogeneous Photocatalysis: Fundamentals and Applications to the Removal of Various Types of Aqueous Pollutants. Catalysis Today 53, 115-129.

Higarashi, M. M. y Jardim, W. F., 2000. Photocatalytics Treatment of Pesticide-Contaminated Soil using Solar Light and Titanium Dioxide.

Horikoshi, S., Watanabe, N., Onishi, H., Hidaka, H. y Serpone N., 2002. Photodecomposition of a Nonylphenol Polyethoxylate Surfactant in a Cylindrical Photoreactor with Ti02 Immobilized Fiberglass Cloth. Applied Catalysis B: Environmental 37, 117-129.

Hoyos, B., 2003. Recuperación de fenol de aguas residuales industriales por tratamiento con NaCI. DYNA Revista Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellin, N.139, 25-34, Julio.

lolli, R. L. y Jardim, W. F., 2003. Photochemical Transformations of Water-Soluble Fraction (WSF) of Crude oil in Marina Waters. A Comparison Between Photolysis and Accelerated Degradation with Ti02 using GC-MS and UVF. Journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry 155, 243-252.

István, I. y Andrés, D., 1999. Investigation of the Photodecomposition of Phenol in near-UVirradiated aqueous Ti02 Suspensions. II. Effect of Charge-Trapping Species on Product Distribution. Applied Catalysis A: General 180, 35-45.

Kang, M. G., Han H.E. y otros, 1999. Enhanced Photodecomposition of4-Chlorophenol in Aqueous Solution by deposition of CdS on Ti02. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 125, 119-125.

Kari, P. y Mika, S., 2002. Heterogeneous Water Phase Catalysis as an Environmental Application: a Review. Chemosphere 48, 1047-1060.

Ksibi, M., Zemzemia, A, y otros, 2003. Photocatalytic Degradability of Substituted Phenols Over UV Irradiated Ti02. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 159, 61-70.

Lettmann, C., Knut, H. y otros, 2001. Visible Light Photodegradation of 4-chlorophenol with a Cokecontaining Titanium Dioxide Photocatalyst. Applied Catalysis B: Environmental 32, 215-227.

Leyva, E., Moctezuma, E. y otros, 1998. Photodegradation of Phenol and 4-Chlorophenol by Ba0-Li20-Ti02 Catalysts. Catalysis Today 40, 367-376.

Litter, M., 1986. Farmacología: experimental y Clínica, 7ed, Ateneo. Argentina.

Loddo, V., Giuseppe, M. y otros, 1999. Preparation and Characterisation of Ti02 (anatase) Supported on Ti02 (rutile) Catalysts Employed for 4-nitrophenol Photodegradation in Aqueous Medium and Comparison with Ti02 (anatase) Supported on AI203. Applied Catalysis B: Environmental 20, 29-45.

Loddo, V., Marcí, G.; Martín, C., Palmisano, L., Rives, V. y Sclafani, A., 1999. Preparation and Characterisation of Ti02 (anatase) Supported on T¡02 (rutile) Catalysts Employed for 4- nitrophenol Photodegradation in Aqueous Medium and Comparison with Ti02 (anatase) Supported on AI203. Applied Catalysis B: Environmental 20, 29-45.

Malato, S., Blanco, J., Maldonado, M. I., Fernández-lbáñez, P. y Campos, A., 2000. Optimising Solar Photocatalytic Mineralisation of Pesticides by Adding Inorganic Oxidising Species; Application to the Recycling of Pesticide Containers. Applied Catalysis B: Environmental 28, 163-174.

Minero, C., 1995. A Rigorous Kinetic Approach to Model Primary Oxidative Steps of Photocatalytic Degradations. Solar Energy Materials and Solar Cells 38, 421-430,

Molinari, R., Mungari, M., Drioli, E., Paola, A. D., Loddo, V., Palmisano, L. y Schiavello, M., 2000. Study on a Photocatalytic Membrane Reactor for Water Purification. Catalysis Today 55, 71- 78.

Monterroza, Á. D., 2000. Desfenolización de Aguas Residuales por vía Electroquímica. Trabajo Dirigido de Grado. WA: Universidad Nacional de Colombia, Medellin.

Morrison R., 1990. Química Orgánica. Addison -Wesley. México.

Nogueira, R. F. P. y Jardim, W.F., 1999. Solar Photodegradation of Water Contaminants using Potassium Ferrioxalate. J. Adv. Oxid. Technol. Vol 4 No 1, 01-04.

Nogueira, R. y Jardim, W., 1999. Solar Photodegradation of Water Contaminants using Potassium Ferrioxalate. J. Adv. Oxid. Technol. Vol 4 No 1, 01-04.

Ollis, D. F., Pelicetti, E. y Serpone, N., 2000. Heterogeneous Photocatalysis in the Environment: Aplication to Water Purification. Photocatalysis Fundamentals and Aplications, 609.

OMS, 1994. Phenol, IPCS Environmental Health Criteria, No 161.

Ortiz, G. L., 2000. Degradación de Fenoles Mediante Fermentación Anaerobia en dos Etapas. Trabajo Dirigido de Grado. WA: Universidad Nacional de Colombia, Medellin.

Pandiyan, T. y Rivas, O. M., 2002. Comparison of Methods for the Photochemical Degradation of Chlorophenols. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 146, 149-155.

Peiró, A. M., 2003. Nuevas Aportaciones al Desarrollo de Metodologías en Química Verde: Eliminación Fotocatalítica de Contaminantes Fenólicos - Preparación de Fotocatalizadores Mediante Procesos Químicos Suaves. Tesis Doctoral, Unitat de Química Física, WA. Universität Autónoma de Barcelona.

Peiró, A. M., Ayllón, J. A., y otros, 2001. Ti02-Photocatalyzed Degradation of Phenol and Orthosubstituted Phenolic Compounds. Applied Catalysis B: Environmental 30, 359-373.

Pelizzetti, E., 1995. Concluding Remarks on Heterogeneous Solar Photocatalysis. Solar Energy Materials and Solar Cells 38, 453-457.

Prakash, D., Vaidya, V. y Mahajani, V., 2002. Insight Into Heterogeneous Catalytic Wet Oxidation of Phenol Over a Ru/Ti02 Catalyst. Chemical Engineering Journal 87, 403-416.

Puma, G. L. y Yue, P L., 2003. Modelling and Design of thin-film Slurry Photocatalytic Reactors for Water Purification. Chemical Engineering Science 58, 2269-2281.

Ramirez, J. C., 1993. Eliminación de Fenoles en Aguas Residuales por Adsorción en Carbón Activado. Trabajo Dirigido de Grado. WA: Universidad Nacional de Colombia, Medellin.

Ramiro A., Introducción a la Química Orgánica, Documento disponible en: http://www.telecable.es/personales/albatrosl/quimica/grupofun/alcohol/alcohol.htm

Rideh, L., Wehrer, A., y otros, 1997. Photocatalytic Degradation of 2-Chlorophenol in T¡02 Aqueous Suspension: Modeling of Reaction Rate. Ind. Eng. Chem. Res. 36, 4712- 4718.

Rincon, A. G., 2001. Journal of Photochemical and Photobiological A: Chem. 139, 233-241.

Rota, F., Cavassi M. y otros, 1996. Mathematical Modeling of Photomineralization of Phenols in Aqueous Solution, by Photocatalytic Membranes Immovilizing Titanium Dioxide. Chemosphere Vol 33 No 11, 2159-2173.

Sakai, H. y Baba, R., 2000. 1995. Selective Killing of a Single Cancerous T24 Cell with T i02 Semiconducting Microelectrode Under Iradiation. Chemical Letter, 185-186.

Salaices, M., Serrano, B. y otros, 2004. Photocatalytic Conversión of Phenolic Compounds in Slurry Reactors. Chemical Engineering Science 59, 3-15.

San, N., Hatipoglu, A., Kogtürk, G. y Qynar, Z., 2002. Photocatalytic Degradation of 4-nitrophenol in Aqueous Ti02 Suspensions: Theoretical Prediction of the Intermediates. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 146, 189-197.

Santos, A., Yustos, P. y otros, 2002. Route of the Catalytic Oxidation of Phenol in Aqueous Phase. Applied Catalysis B: Environmental 39, 97-113.

Sarria, V. M. y Torres, R. A., 2000. Nuevos Sistemas Fotoquímicos y Electroquímicos Aplicados al Tratamiento de Aguas. Memorias Curso Sistemas Fotoquímicos y Electroquímicos Aplicados al Tratamiento de Aguas. Universidad de Antioquia, Medellin,

Serna, B. L., 2002. Recuperación de Fenol de Aguas Residuales por Tratamiento con NaCI. Trabajo Dirigido de Grado. WA: Universidad Nacional de Colombia, Medellin,

Serrano, B. y Lasa H., 1999. Photocatalytic Degradation of Water Organic Pollutants: Pollutant Reactivity and Kinetic Modeling. Chemical Engineering Science 54, 3063-3069.

Tatti, L., Niego, D., Rota, F., Bruzzi, P., Moroni, A. y Bellobono, I., 1991. Mathematical Modelling Of Pilot-Plant Photomineralization Of Chlorophenols In Aqueous Solution, By Photocatalytic Membranes Immobilizing Titanium Dioxide. Chemosphere Vol. 34 No. 1, 41-49.

Toxicidad de compuestos orgánicos. Documento disponible en: http://www..epa.gov. Evironmental Protection Agency.

Universidad Autónoma de Madrid. Alquilarenos, fenoles y anilinas; parte de: La Química Orgánica Transparente, Disponible en: http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/ qo/114/fenolO.html

Yu, I., Skurlatov, L. S., Ernestova, E.V., Vichutinskaya, D.P., Samsonov, I.V., Semenova, I.Y., Rod’ko, V.O., Shvidky, R.I., y Pervunina, T.J. K., 1997.Photochemical Transformation of Polychlorinated Phenols. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 107, 207- 213.

Yue, P. L., 1997. Oxidation Reactors for Water and Wastewater Treatment. Wat. Sci. Tech. Vol 35 No 4, 192-196.

Yu-Hsiang Hsien, Chi-Fu Chang, y otros, 2001. Photodegradation of Aromatic Pollutants in Water Over Ti02 Supported on Molecular Sieves. Applied Catalysis B: Environmental 31, 241-249.

Cómo citar

APA

Rubiano H., C. M., Laguna C., W. A., Zapata S., C. E. & Marin S., J. M. (2005). Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso. Gestión y Ambiente, 8(1), 105–122. https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246

ACM

[1]
Rubiano H., C.M., Laguna C., W.A., Zapata S., C.E. y Marin S., J.M. 2005. Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso. Gestión y Ambiente. 8, 1 (ene. 2005), 105–122.

ACS

(1)
Rubiano H., C. M.; Laguna C., W. A.; Zapata S., C. E.; Marin S., J. M. Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso. Gest. Ambient. 2005, 8, 105-122.

ABNT

RUBIANO H., C. M.; LAGUNA C., W. A.; ZAPATA S., C. E.; MARIN S., J. M. Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso. Gestión y Ambiente, [S. l.], v. 8, n. 1, p. 105–122, 2005. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246. Acesso em: 17 nov. 2025.

Chicago

Rubiano H., Claudia Marcela, William Alejandro Laguna C., Carmen Elena Zapata S., y Juan Miguel Marin S. 2005. «Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso». Gestión Y Ambiente 8 (1):105-22. https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246.

Harvard

Rubiano H., C. M., Laguna C., W. A., Zapata S., C. E. y Marin S., J. M. (2005) «Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso», Gestión y Ambiente, 8(1), pp. 105–122. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246 (Accedido: 17 noviembre 2025).

IEEE

[1]
C. M. Rubiano H., W. A. Laguna C., C. E. Zapata S., y J. M. Marin S., «Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso», Gest. Ambient., vol. 8, n.º 1, pp. 105–122, ene. 2005.

MLA

Rubiano H., C. M., W. A. Laguna C., C. E. Zapata S., y J. M. Marin S. «Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso». Gestión y Ambiente, vol. 8, n.º 1, enero de 2005, pp. 105-22, https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246.

Turabian

Rubiano H., Claudia Marcela, William Alejandro Laguna C., Carmen Elena Zapata S., y Juan Miguel Marin S. «Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso». Gestión y Ambiente 8, no. 1 (enero 1, 2005): 105–122. Accedido noviembre 17, 2025. https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246.

Vancouver

1.
Rubiano H. CM, Laguna C. WA, Zapata S. CE, Marin S. JM. Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción de fenoles en medio acuoso. Gest. Ambient. [Internet]. 1 de enero de 2005 [citado 17 de noviembre de 2025];8(1):105-22. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/gestion/article/view/89246

Descargar cita

Visitas a la página del resumen del artículo

160

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.