Synthesis and performance of heterogeneous catalysts for fenton-like and photo-fenton-like reactions at circumneutral ph
- Autores: Angel Cruz Gonzalo
- Directores de la Tesis: Carme Sans Mazón (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: J. Giménez Farreras (presid.), Sandra Contreras Iglesias (secret.), Adrián Manuel Tavares da Silva (voc.), Montserrat Perez Moya (voc.), Rui Carlos Cardoso Martins (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Los procesos Fenton y foto-Fenton son procesos de oxidación avanzada (POA) que se basan en la descomposición del peróxido de hidrógeno catalizada por sales de hierro (II), produciendo radicales hidroxilo que son altamente oxidantes. El segundo además incorpora la irradiación con luz ultravioleta en el rango A, cosa que permite acelerar el proceso debido a la recuperación del hierro (II), que durante la reacción principal pasa a hierro (III). Estos procesos se suelen llevar a cabo a pH ácido (pH<3) debido a la baja solubilidad y la poca actividad de las especies de hierro a pH cercanos a la neutralidad.
Este trabajo se centra en el estudio y aplicación de un catalizador heterogéneo de Fe/alginato formado gracias a la propiedad del alginato de formar geles sólidos en presencia de cationes di y trivalentes. En este caso, el Fe(III) actúan como enlace entre cadenas de alginato.
Inicialmente se estudió el proceso de fabricación de este catalizador y se propuso un proceso estándar optimizado para su uso aplicado a la reacción foto-Fenton.
Posteriormente se evaluó su aplicación a la eliminación del antibiótico sulfametoxazol y a la desinfección de bacterias Escherichia Coli. Basándose en los resultados obtenidos se propuso un mecanismo de reacción que además explicaba la inestabilidad observada experimentalmente que producía la liberación de hierro dependiendo del pH del medio de reacción, lo que desencadenaba la vía de reacción homogénea.
Con la intención de mejorar la estabilidad del catalizador, se modificó el proceso de síntesis añadiendo una etapa de deshidratación controlada al final del proceso. Los resultados en su prueba para la reacción foto-Fenton aplicada a la eliminación de sulfametoxazol mostraron que el rendimiento no empeoraba pero mejoraba significativamente su estabilidad.
Para aumentar su eficiencia se probó incorporar cerio, partículas de hierro monovalente y TiO2. Los resultados mostraron que solo el catalizador modificado con TiO2 mejoraba el rendimiento global de la reacción.
Por último, se probaron otros catalizadores heterogéneos (piedras volcánicas, Fe/Ce/O, Fe/Mn/O, limaduras de hierro) aplicados a la reacción foto-Fenton. Solo las piedras volcánicas mostraron actividad catalítica y ésta, en comparación con la del catalizador de alginato fue baja.
