Degradación de contaminantes de preocupación emergente por medio de fotocatálisis heterogénea

View/Open
Cita com:
hdl:2117/395739
Author's e-mailALVARODP113
GMAIL.COM

Document typeMaster thesis
Date2023-07-05
Rights accessOpen Access
This work is protected by the corresponding intellectual and industrial property rights.
Except where otherwise noted, its contents are licensed under a Creative Commons license
:
Attribution 4.0 International
Abstract
Las aguas superficiales próximas a áreas urbanas suelen presentar trazas de compuestos
orgánicos de naturaleza recalcitrante o no biodegradables, tales como productos farmacéuticos,
pesticidas, químicos industriales, etc. Esto se debe a la ineficiente eliminación de estas sustancias
en estaciones de depuración convencionales.
Tecnologías como los Procesos de Oxidación Avanzados (AOPs) son una alternativa para la
eliminación de estas sustancias. Dentro de los AOPs, la fotocatálisis heterogénea ha demostrado
es una opción de tratamiento viable. Como en el resto de AOPs se producen unas especies muy
reactivas, los radicales OH∙, capaces de oxidar la materia orgánica. La fotocatálisis heterogénea
con fotocatalizadores de dióxido de titanio (TiO2) presenta una alternativa interesante y permite
su aplicación con energía solar.
El reactor solar tipo Race Pond se ha seleccionado para este estudio por ser fácilmente fabricado a
mayores escalas y transportable debido a su modesto nivel tecnológico. El fotocatalizador de
dióxido de titanio será revestido a lo largo del reactor garantizando la activación de éste con la luz
solar.
La evolución de la degradación del compuesto estudiado durante el proceso fotocatalítico se
realizará mediante cromatografía líquida de alta eficiencia y la determinación del carbono
orgánico total. Además, se monitoreará la energía solar recibida en cada experimento.
Con el objetivo de conocer y simular la degradación fotocatalítica del paracetamol como
compuesto orgánico de interés, se ajustarán varios modelos cinéticos a partir de los datos
experimentales recogidos y se compararán sus resultados. Les aigües superficials pròximes a àrees urbanes solen presentar traces de compostos orgànics de
naturalesa recalcitrant o no biodegradables, com ara productes farmacèutics, pesticides, químics
industrials, etc. Això es deu a la ineficient eliminació d'aquestes substàncies en estacions de
depuració convencionals.
Tecnologies com els Processos d'Oxidació Avançats (AOPs) són una alternativa per a l'eliminació
d'aquestes substàncies. Dins dels AOPs, la fotocatálisis heterogènia ha demostrat és una opció de
tractament viable. Com en la resta de AOPs es produeixen unes espècies molt reactives, els
radicals OH∙, capaços d'oxidar la matèria orgànica. La fotocatálisis heterogènia amb
fotocatalizadores de diòxid de titani (TiO2) presenta una alternativa interessant i permet la seva
aplicació amb energia solar.
El reactor solar tipus Race Pond s'ha seleccionat per a aquest estudi per ser fàcilment fabricat a
majors escales i transportable a causa del seu modest nivell tecnològic. El fotocatalizador de
diòxid de titani serà revestit al llarg del reactor garantint l'activació d'aquest amb la llum solar.
L'evolució de la degradació del compost estudiat durant el procés fotocatalítico es realitzarà
mitjançant cromatografia líquida d'alta eficiència i la determinació del carboni orgànic total. A
més, es monitorarà l'energia solar rebuda en cada experiment.
Amb l'objectiu de conèixer i simular la degradació fotocatalítica del paracetamol com a compost
orgànic d'interès, s'ajustarà uns models cinètics a partir de les dades experimentals recollits i se'n
compararan els resultats. Surface water near urban areas often contains traces of recalcitrant or non-biodegradable organic
compounds such as pharmaceuticals, pesticides, industrial chemicals, etc. This is due to the
inefficient removal of these substances in conventional wastewater treatment plants.
Technologies such as Advanced Oxidation Processes (AOPs) are an alternative for the removal of
these substances. Within AOPs, heterogeneous photocatalysis has proven to be a viable
treatment option. As in other AOPs, highly reactive species, OH∙ radicals, are produced, which are
capable of oxidising organic matter. Heterogeneous photocatalysis with titanium dioxide (TiO2)
photocatalysts presents an interesting alternative and allows its application with solar energy.
The Race Pond type solar reactor has been selected for this study because it is easily
manufactured on a larger scale and transportable due to its modest technological level. The
titanium dioxide photocatalyst will be coated throughout the reactor to ensure its activation by
sunlight.
The evolution of the degradation of the compound under study during the photocatalytic process
will be monitored by high-performance liquid chromatography and the determination of total
organic carbon. In addition, the solar energy received in each experiment will be monitored.
In order to understand and simulate the photocatalytic degradation of paracetamol as the organic
compound of interest, various kinetic models will be fitted on the basis of the experimental data
collected and the comparison between them will be performed.
DegreeMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA QUÍMICA (Pla 2019)
Files | Description | Size | Format | View |
---|---|---|---|---|
DomínguezPardoÁlvaro-TFM.pdf | 2,040Mb | View/Open |