El objetivo de esta tesis doctoral se fundamenta en el desarrollo de sistemas fotocatalíticos conformados por películas de TiO2 y TiO2-SiO2 soportados sobre los sustratos vidrio borosilicato y poliéster, materiales que se constituyen en la base de la construcción de tres prototipos de fotorreactores para ser empleados en la degradación de contaminantes gaseosos, especialmente efluentes de procesos industriales.

Esta investigación presenta un amplio enfoque ambiental, encaminado a proponer una solución tecnológica interesante y vanguardista para el control de las emisiones de contaminantes atmosféricos, la cual se fundamenta en las aplicaciones potenciales que presentan los materiales y reactores desarrollados, como novedosos sistemas fotocatalíticos, para el mejoramiento de la calidad de los efluentes gaseosos industriales y en consecuencia del medio ambiente, principalmente en áreas urbanas. Enmarcado en este propósito primordial se obtuvieron resultados y productos importantes, los cuales pueden ser agrupados en cuatro desarrollos principales:

Un nuevo procedimiento de síntesis del fotocatalizador TiO2 a partir de precursores fundamentales a bajas temperaturas.
El soporte de películas de TiO2 y TiO2-SiO2 sobre vidrio borosilicato y poliéster en configuración de tejidos y gránulos, evaluando diferentes mecanismos de distribución, captura y fijación tales como: inmersión a velocidad controlada, dip coating, difusión y encapsulamiento a temperatura controlada, partiendo de diversas clases de geles de soporte obtenidas a través del método sol-gel o mezcla y dispersión de componentes fundamentales.
Propiedades fisicoquímicas de los nuevos materiales, obtenidas a partir de una amplia y completa caracterización de todos los sistemas desarrollados.
Nuevos prototipos de fotorreactores para uso en el abatimiento de contaminantes presentes en emisiones gaseosas.

Los materiales desarrollados en este trabajo presentan alta resistencia mecánica y propiedades fisicoquímicas adecuadas para las aplicaciones fotocatalíticas, constituyéndose en materiales nuevos y de alta versatilidad, que se aportan a la ciencia de materiales, especialmente en el área de materiales fotoactivos, y que pueden adaptarse a diferentes sistemas en aplicaciones prácticas.
Todos los procedimientos empleados para el desarrollo de estos materiales conforman un conjunto de nuevas rutas de síntesis y nuevos procedimientos de soporte, integrados a través de simples, suaves, rápidas, económicas y efectivas operaciones unitarias exitosamente aplicadas, constituyéndose en procesos de química suave.
Los prototipos fotorreactores construidos en este trabajo constituyen un avance importante en la disponibilidad de sistemas fotocatalíticos en escalas adecuadas para aplicaciones en sistemas reales. Estos reactores presentan particularidades y concepciones nuevas, características que los convierten en prototipos aplicables y novedosos, los cuales pueden ser acoplados a especie de etapas o escalas en arreglos de series o paralelos, dependiendo de las aplicaciones fotocatalíticas requeridas y especialmente del sistema al que se integrarían en los procesos industriales. El desarrollo de estos sistemas fotorreactores y su integración como etapa de abatimiento de efluentes gaseosos contribuye decididamente al control de emisiones, incluyendo la destrucción del contaminante operando bajo procedimientos y sistemas enmarcados en la química verde, con bajo consumo de recursos energéticos y en consecuencia al mejoramiento del medio ambiente, principalmente en zonas industriales y urbanas.

El desarrollo de este proyecto marca el inicio de los estudios de fotocatálisis en fase gas en Colombia y aporta los primeros sistemas de esta clase construidos en el país, hecho que contribuye al desarrollo de la tecnología fotocatalítica en nuestra comunidad científica. De otra parte, esta investigación se proyecta al desarrollo de los sistemas obtenidos empleando radiación solar, objetivo esencial en todo proceso fotocatalítico, debido a que el uso de esta radiación natural como fuente de irradiación minimiza el consumo energético y aprovecha este recurso natural inagotable protegiendo el medio ambiente, principalmente en países como Colombia que recibe una de las mayores irradiaciones en el planeta.