Degradación de dimetil ftalato (dmft)
- Autores: Fernanda de Lourdes Souza
- Directores de la Tesis: Artur de Jesus Motheo (codir. tes.), Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Artur de Jesus Motheo (presid.), Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo (secret.), Carlos Alberto Martínez y Huitle (voc.), Rodnei Bertazolli (voc.), José Joaquín Linares León (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
Los esteres de ácidos ftálicos son especies químicas muy utilizadas en la actualidad para la fabricación de plásticos, ya que ayudan a mejorar las características de estos materiales (agentes plastificantes) y, como consecuencia, a aumentar y mejorar la calidad de sus aplicaciones. La unión de estos esteres con los polímeros que constituyen el material plástico es lábil, y esto favorece su movilidad y su presencia como contaminante en la naturaleza. En este contexto, la contaminación del medio ambiente por estos compuestos puede ocurrir por diferentes mecanismos, asociados tanto al proceso de fabricación como al uso de los materiales. Dado el efecto negativo de éstos en el sistema endocrino de personas y animales, comprobado con numerosos estudios científicos en las últimas décadas, los efluentes que contienen estos contaminantes antropogénicos deben ser adecuadamente tratados antes de ser vertidos al medio ambiente.
De acuerdo con la bibliografía existente, los tratamientos convencionales son poco eficaces para tratar efluentes que contienen estos esteres. Sin embargo, las características de la electrolisis, y en particular las elevadas eficacias demostradas por esta tecnología en el tratamiento de otros efluentes de carácter antropogénico, hacen que, a priori, esta tecnología pueda ser considerada como una opción prometedora, tanto en procesos puramente electroquímicos como en su combinación con procesos sonolíticos y fotolíticos. Por esta razón, en la presente investigación ha sido estudiada la degradación electroquímica de dimetil ftalato (DMFt) utilizando tres tipos de ánodos: ánodos dimensionalmente estables (Ti/Ru0.3Ti0.7O2), recubrimientos de óxidos de plomo (F-ß-PbO2) y recubrimientos de Diamante Dopado con Boro (DDB), en procesos puramente electrolíticos, y en procesos combinados, tanto sonoelectrolíticos como fotoelectrolíticos.
Los estudios electrolíticos fueron llevados a cabo a escala bancada y bajo condiciones galvanostáticas, en reactores de flujo paralelo simple, estudiándose varios parámetros, tales como la densidad de corriente, la irradiación de luz y ultrasonidos y la composición de sales contenidas en las aguas. Durante las electrolisis, alícuotas de muestras fueron caracterizadas por cromatografía HPLC, Carbono Orgánico Total (COT) y Demanda Química de Oxígeno (DQO), además de realizarse otras medidas de carácter electroquímico.
Cuando fue utilizado el ánodo de Ti/Ru0,3Ti0,7O2, fueron observados niveles de eficacia en la eliminación del DMFt cercanos al 100 % con bajos valores de carga eléctrica aplicada, indicando un posible proceso de incineración directa asistido por oxidantes generados a partir de los cloruros contenidos en las aguas. Con la aplicación de radiación UV directamente en la superficie del electrodo, fue obtenida la completa degradación de DMFt y un 98% de mineralización bajo condiciones ácidas, elevadas concentraciones de cloruro y alta temperatura. Cabe destacar que la principal limitación de ambos procesos (electrolítico y fotoelectrolítico) fue ocasionada por el transporte de materia, siendo los mejores resultados los obtenidos con bajas densidad de corriente.
Con el uso del ánodo de ß-PbO2, la degradación de DMFt ha sido superior a la de los electrodos dimensionalmente estables cuando se ha utilizado Na2SO4 y baja densidad de corriente, alcanzando un 40 % de mineralización sin irradiación de luz o ultrasonidos. Estos resultados fueron mejorados utilizado el ánodo de DDB, con el que se obtuvo una elevada degradación de DMFt, COT y DQO en las distintas condiciones estudiadas, siendo la mayor eficacia la obtenida a baja densidad de corriente, debido a que bajo estas condiciones existe una menor limitación por transferencia de materia en el sistema. Se observó un efecto positivo en las electrolisis bajo la aplicación conjunta de las dos radiaciones pero, menor a la obtenida bajo la aplicación de cada uno de estos procesos por separado.
El estudio de los intermedios obtenidos ha permitido proponer un mecanismo de degradación para la oxidación electrolítica de DMFt, que comienza con la eliminación del grupo metil ester y la ruptura del anillo aromático para formar ácidos carboxílicos, que son posteriormente mineralizados a dióxido de carbono. En la presencia de cloruro, la producción de cloro fenoles y acido tartárico y el aumento en la concentración de los intermedios formados fueron las principales diferencias observadas.
