Ottimizzazione di un reattore per misure di fotocatalisi

L’uso intensivo di coloranti in ambito industriale, in particolare nel settore tessile, rap presenta una delle principali cause di inquinamento delle acque reflue, con conseguenze rilevanti per l’ambiente e la salute umana. In questo contesto, la fotocatalisi eterogenea basata sul biossido di titanio (TiO2) si configura come una tecnologia promettente per il trattamento avanzato delle acque, grazie alla sua elevata stabilità chimica, alla non tossicità e alle favorevoli proprietà fotoattive. Il presente lavoro ha come obiettivo l’ottimizzazione di un set-up sperimentale per misure di fotocatalisi, finalizzato alla valutazione dell’efficienza di degradazione del blu di metilene in soluzione acquosa, utilizzato come inquinante modello. In particolare, sono stati analizzati l’effetto della sorgente luminosa, della procedura di sintesi dei film fotocatalitici, della temperatura di esercizio e della ripetibilità delle prove, al fine di migliorare l’affidabilità e la riproducibilità delle misure. I film di TiO2 sono stati preparati mediante tecnica sol-gel e depositati su substrati di silicio tramite spin coating. La caratterizzazione strutturale e morfologica dei campioni è stata condotta mediante diffrazione a raggi X (XRD) e microscopia elettronica a scansione (SEM). Le prove fotocatalitiche sono state monitorate tramite spettrofotometria UV-Vis, valutando la degradazione del colorante e la costante cinetica secondo un modello di primo ordine. I risultati evidenziano l’influenza delle condizioni di irraggiamento e dei parametri operativi sull’efficienza di degradazione. Il confronto tra diverse sorgenti luminose mostra un incremento delle prestazioni fotocatalitiche al crescere dell’intensità di irraggiamento, sebbene tale incremento risulti modesto nel confronto tra le sorgenti a maggiore intensità. Le prove cicliche hanno inoltre messo in evidenza un inatteso fenomeno di attivazione del materiale fotocatalitico, che influisce sull’andamento delle prestazioni nei cicli successivi. Nel complesso, il lavoro fornisce una valutazione critica del set-up sperimentale e delle condizioni operative per lo studio della fotocatalisi eterogenea su film di TiO2, costituendo una base per ulteriori approfondimenti applicativi.