La ozonización fotocatalítica como tratamiento para la eliminación de contaminantes emergentes: estudio de distintas fuentes de radiación y fotocatalizadores basados en TiO₂, WO₃ y óxido de grafeno
- Autores: Manuel Alfredo Figueredo Fernández
- Directores de la Tesis: Fernando Juan Beltrán Novillo (dir. tes.), Eva María Rodríguez Franco (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Número de páginas: 300
- Tribunal Calificador de la Tesis: Enrique Nebot Sanz (presid.), Antonio Arqués Sanz (secret.), Manuela Gonzalez Lena (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Modelización y Experimentación en Ciencia y Tecnología por la Universidad de Extremadura
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Dehesa
- Resumen
- español
El estudio se ha centrado en el empleo de la ozonización fotocatalítica (PCOz) en la eliminación de contaminantes de aguas residuales urbanas. En concreto, persigue solventar algunas limitaciones de esta tecnología mediante el uso de fuentes de radiación sostenibles, catalizadores activos bajo luz visible y fotocatalizadores soportados. Empleando primidona como compuesto de prueba, si bien tanto WO3 como TiO2 dopado con óxido de grafeno mostraron actividad fotocatalítica bajo luz visible (solar o LEDs 420 nm), no ofrecen mejoras respecto al TiO2-P25 comercial. Empleando este último y LEDs UVA (365 nm), se ha propuesto un modelo cinético semiempírico capaz de simular la evolución de primidona y su mineralización en agua ultrapura mediante PCOz. Al objeto de establecer la existencia de sinergias entre procesos y su origen, se ha determinado el efecto del tipo de matriz acuosa, el pH y la alcalinidad en la eficacia de los distintos sistemas que conforman la PCOz, empleando TiO2-P25 y LEDs UVA. Los resultados indican que el desarrollo de sinergias depende de las características de la matriz y no de la interacción directa entre sistemas. Por último, se ha sintetizado un fotocatalizador de TiO2 soportado sobre espumas cerámicas y se ha estudiado su comportamiento en la degradación, mediante PCOz, de una mezcla de fármacos en el efluente secundario de una EDAR. En esta matriz, la actividad del material soportado resulta claramente superior al de TiO2-P25 en suspensión. Los resultados revelan, además, un papel importante de la fotólisis del efluente en la eliminación de microcontaminantes.
- English
This research is focused on the use of photocatalytic ozonation to remove micropollutants from urban wastewaters. Specifically, it aims to overcome some limitations of this technology by using sustainable radiation sources, catalysts active under visible light and supported photocatalyst. Using primidone as probe compound, both, WO3 and TiO2 doped with graphene oxide, showed activity under visible light (solar or 420 nm LEDs). However, any of them bring any beneficial effects compared to TiO2 P25. Using the latter and UVA LEDs (365 nm), a pseudoempirical kinetic model capable to simulate primidone removal and mineralization in ultrapure water has been proposed. With the aim of stabilizing the existence of synergy between processes and their origin, the water matrix, pH and alkalinity effects on the efficiency of the different system involved in the PCOz has been determined using suspensions of TiO2 P25 and UVA LEDs. Results showed that synergies development relies on water matrix characteristics rather than oxidation systems interactions. Finally, a TiO2-P25 immobilized photocatalyst over mullite ceramic foams were synthetized and used to the elimination of a pharmaceuticals compound mixture in urban wastewaters by PCOz. Results showed a greater photoactivity of supported photocatalyst than achieved with TiO2 suspensions. These experiments also showed the importance of secondary effluent organic matter photolysis in the removal of micropollutants.
- español
