Comparison of photocatalyst immobilization methods in optical fiber reactors using radiometric and chemical performance as evaluation criteria

Lo scopo di questo lavoro è stato quello di analizzare e di ottimizzare la degradazione fotocatalitica del blu di metilene, partendo innanzitutto da un’accurata ricerca bibliografica mirante all’individuazione di possibili migliorie da apportare ad alcuni dei fattori partecipanti al processo. Le modifiche apportate a tali fattori sono state, inoltre, testate sperimentalmente sia dal punto di vista radiometrico che delle performance chimiche di degradazione del blu di metilene, allo scopo di ottenere un confronto e una possibile correlazione tra i due diversi aspetti. I film di biossido di titanio (TiO2), usati come fotocatalizzatori, una volta applicati a fibre ottiche utilizzate come mezzi, sono state attivate ​​con irradiazione UV-LED. Diverse sono le soluzioni di rivestimento utilizzate e sottoposte a confronto: tra queste sono state considerate soluzioni a dispersione e sol-gel, tutte applicate alle fibre ricorrendo alla tecnica di rivestimento a immersione. Gli aspetti che sono stati messi in luce dalle sperimentazioni riguardano la resistenza meccanica del rivestimento e la dipendenza dalla lunghezza dello stesso, le modifiche applicate al reattore e alle fibre ottiche, i rivestimenti multipli e la dipendenza dalla potenza energetica fornita. Per ciascuno di questi sono stati conseguiti risultati interessanti, anche se la resa quantica ottenuta è risultata essere modesta e senz’altro migliorabile ulteriormente. Il confronto diretto tra il rivestimento a immersione tramite una dispersione rispetto al metodo sol-gel ha rivelato una stabilità meccanica e un’efficienza di resa quantica del secondo molto più elevata. Come metodo di rivestimento, il sol-gel si è dimostrato vantaggioso rispetto al semplice rivestimento a dispersione: la durata dello strato sol è significativamente maggiore, il che ne rende preferibile l'uso nel trattamento delle acque reflue.