Development of new materials for hydrogen generation and wastewater treatment by photcatalysis

Abstract

Aquesta tesi consisteix en el desenvolupament de nous materials per a la generació d'hidrogen i el tractament d'aigües residuals. Per tant, en aquesta tesi s'han estudiat principalment catalitzadors basats en pal•ladi, diòxid de titani i triòxid de tungstè (Pd / TiO2 (-WO3)), però també s'han estudiat catalitzadors basats en platí, diòxid de titani i triòxid de tungstè (( Pt / TiO2 (-WO3)), així com també s'ha realitzat un petit estudi sobre catalitzadors del pal•ladi, P25 (diòxid de titani comercial) i coure (Pd / TiO2-Cu). La generació d'hidrogen és duta a terme a partir de mescles aigua-metanol (o glicerol en alguns casos) i també a partir d'algunes aigües residuals. La fotodeposició deL pal•ladi va ser estudiada i es va trobar que l'evolució d'hidrogen està importantment influenciada per les condicions de fotodeposició del metall sobre qualsevol dels tres suports catalítics estudiats: NT-WO3 (NT: nanotubs de diòxid de titani), P25-WO3 i P25. Algunes de les condicions de fotodeposició estudiades van ser la concentració de catalitzador (1000-4000 ppm) i la concentració de metanol (0 - 20 vol.%), quantitat de metall (0.1 - 2 wt.%) i la naturalesa del metall (pal•ladi i platí) en la solució de fotodeposició. Els catalitzadors que contenien 0.25 wt.% de metall (ja sigui platí o pal•ladi), van presentar les més altes evolucions d'hidrogen.

Esta tesis consiste en el desarrollo de nuevos materiales para la generación de hidrógeno y el tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, en esta tesis son estudiados principalmente catalizadores basados en paladio, dióxido de titanio y trioxido de tungsteno (Pd/TiO2(-WO3)), pero tambiés son estudiados catalizadores basados en platino, dióxido de titanio y trióxido de tungsteno ((Pt/TiO2(-WO3)), así como también un corto estudio es realizado sobre catalizadores de paladio, P25 (dióxido de titanio comercial) y cobre (Pd/TiO2-Cu). La generación de hidrógeno es llevada a cabo a partir de mezclas agua-metanol (o glicerol en algunos casos) y también a partir de algunas aguas residuales. La fotodeposición de paladio fue estudiada y se encontró que la evolución de hidrógeno está importantemente influenciada por las condiciones de fotodeposición del metal sobre cualquiera de los tres soportes catalíticos estudiados: NT-WO3 (NT: nanotubos de dióxido de titanio), P25-WO3 y P25. Algunas de las condiciones de fotodeposición estudiadas fueron la concentración de catalizador (1000 - 4000 ppm) y la concentración de metanol (0 - 20 vol.%), cantidad de metal (0.1 - wt.%) y la naturaleza del metal (paladio y platino) en la solución de fotodeposición.

This thesis consists on the development of new materials for hydrogen generation and wastewater treatment by photocatalysis. Therefore, in this thesis are mainly studied catalysts based on palladium, titanium dioxide and tungsten trioxide (Pd/TiO2(-WO3)), but are also studied catalysts based on platinum, titanium dioxide and tungsten trioxide (Pt/TiO2(-WO3)), as well as a short study is performed on catalysts based on palladium, P25 (commercial titanium dioxide) and cupper (Pd/P25-Cu). The hydrogen generation is carried out from water-methanol (or glycerol in some cases) mixtures and from some municipal wastewater. The palladium photodeposition was studied and it was found that the hydrogen evolution is quite influenced by the metal photodeposition conditions on any of the three catalytic supports studied: NT-WO3 (NT: nanotubes of titanium dioxide), P25-WO3 and P25. Some of the photodeposition conditions studied were the catalyst concentration (1000 - 4000 ppm) and methanol concentrations (0 - 20 vol.%), metal amount (0.1 - 2 wt.%) and metal nature (palladium and platinum) in the photodeposition solution.