propiedades opticas para el diseño de los sistemas fotocataliticos ...

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$RETENCION DE Hg$II$ Y Cr$VI$ EN CARBONES ACTIVADOS DE ...$

METODO DE EVALUACION DE LAS PROPIEDADES OPTICAS Coeficiente Volumétrico de Extinción Para una suspensión acuosa de dióxido de titanio comercial, el coeficiente volumétrico de extinción (β λ ), se puede obtener a partir de determinaciones experimentales con un espectrofotómetro UV-Vis de doble haz, Cary 17D. El fenómeno de extinción incluye la absorción y el “scattering” de la radiación, por lo tanto la evaluación del coeficiente de extinción se lleva a cabo efectuando mediciones espectrofotométricas convencionales. En la entrada de luz al detector se adosa un accesorio que posee una pequeña ranura vertical, con el objeto de disminuir el ángulo sólido con que los fotones inciden sobre el mismo (Figura 3). Las mediciones se efectúan para las marcas comerciales Aldrich y Degussa, para cinco concentraciones distintas de fotocatalizador: 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 y 1.0 g/L, y para 14 longitudes de onda (desde Figura 3: Sistema para medir β λ . 275 a 405 nm en intervalos de 10 nm). Finalmente, mediante el empleo de una regresión lineal sobre los datos de absorbancia (A λ ), la longitud de la celda (L) y la concentración de partículas de fotocatalizador, es posible obtener el coeficiente volumétrico de extinción para cada longitud de onda. β λ = 2. 303 A L λ (2) Coeficiente Volumétrico de Absorción Las mediciones se efectúan para las marcas comerciales mencionadas, bajo las mismas condiciones de concentración y para el mismo rango de longitudes de onda que el coeficiente de extinción [7]. Para la evaluación del coeficiente volumétrico de absorción (κ λ ), es necesario llevar a cabo ciertas mediciones espectrofotométricas no convencionales. Se emplea el accesorio denominado Cell Space Total Diffuse Reflectance Accesory del espectrofotómetro Cary 17 (Figura 4). Empleando este procedimiento, el Figura 4: Sistema para medir κ λ . detector del instrumento es capaz de producir un resultado que puede ser asociado solamente con los fotones que son dispersados hacia adelante. Sin introducir 290
correcciones a las mediciones así obtenidas, los fotones dispersados hacia atrás se computarían erróneamente como energía absorbida por el fotocatalizador. Para corregir este fenómeno inevitable del procedimiento experimental, se aplica la ecuación de transferencia radiativa a la celda del espectrofotómetro, para cada concentración de partículas y para cada longitud de onda. El modelo consiste en resolver la ecuación 1, en una dimensión por el método de la ordenada discreta y utilizando la función de fase isotrópica. Este modelo simple permite incorporar el “scattering” hacia atrás en las determinaciones, y evitar que sea computado como energía absorbida. Finalmente, empleando un método de estimación de parámetros y los valores de transmitancia obtenidos experimentalmente con la esfera integradora, es posible obtener el coeficiente volumétrico de absorción para cada longitud de onda, dentro del rango de absorción del dióxido de titanio. Coeficiente Volumétrico de “Scattering” El coeficiente volumétrico de “scattering” (σ λ ), puede obtenerse, para cada longitud de onda, por simple diferencia entre los coeficientes volumétricos de extinción y de absorción obtenidos como se explicó anteriormente. RESULTADOS Y CONCLUSIONES En la Figura 5 se presentan los valores experimentales obtenidos para el coeficiente de extinción de las marcas comerciales de dióxido de titanio Aldrich y Degussa P25. En el rango de longitud de onda estudiado (275 - 405 nm), el mismo varía entre aproximadamente 35000 y 70000 cm 2 g -1 . Para la marca Aldrich, es aproximadamente constante, aunque se observa un leve incremento del mismo con la longitud de onda. En cambio, para la marca comercial Degussa P25, a partir de 325 nm se observa una fuerte disminución del coeficiente de extinción al aumentar la longitud de onda. Figura 5: Coeficiente de Extinción. Figura 6: Coeficiente de Absorción. En la Figura 6 se muestran los resultados obtenidos del coeficiente de absorción para las marcas comerciales de dióxido de titanio, observándose que los mismos varían entre 0 y 20000 cm 2 g -1 . Para el dióxido de titanio Aldrich se observa que la zona de absorción, voluntariamente acotada en el límite inferior a 275 nm, se extiende hasta aproximadamente 375 nm. Longitudes de onda mayores producen una absorción de radiación poco significativa 291
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