Estudio y desarrollo de materiales para la eliminación catalítica de cloratos y otros contaminantes en agua

• Autores: Adrián Plá Hernández
• Directores de la Tesis: Antonio Eduardo Palomares Gimeno (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Manuel López Nieto (presid.), Benjamín Eduardo Solsona Espriu (secret.), Julia Aguilar Pliego (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Sostenible por la Universidad de Castilla-La Mancha; la Universidad de Extremadura; la Universidad Jaume I de Castellón; la Universitat de València (Estudi General) y la Universitat Politècnica de València
• Materias:
  • Química
    • Química inorgánica
      • Química del agua
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RiuNet
• Resumen

  • Los cloratos son contaminantes generados en la desinfección del agua potable que representan un riesgo para la salud humana, por lo que es fundamental reducir su concentración. Este trabajo aborda su eliminación mediante hidrogenación catalítica, transformándolos en cloruros con catalizadores basados en metales nobles, principalmente platino y paladio, soportados en diversos materiales. Los resultados demuestran que estos catalizadores son activos a temperatura ambiente y presión atmosférica, siendo el platino más eficaz que el paladio, especialmente cuando se usan precursores clorados y bajas temperaturas de calcinación que favorecen una mayor dispersión del platino. La actividad catalítica es mayor en pH ligeramente ácido y bajas temperaturas, tratándose de una reacción de pseudo primer orden respecto a los cloratos. El catalizador 5%Pt/Al2O3 optimizado mostró estabilidad y eficacia en ciclos repetidos, reduciendo simultáneamente cloratos, cloritos y bromatos. Para mejorar su rendimiento, se modificaron los soportes y se añadió un segundo metal de transición. En cuanto a soportes, las zeolitas con menor relación Si/Al (como FAU) y el TiO2 mostraron un mejor rendimiento que γ-Al2O3, destacando el TiO2 por sus propiedades fotoelectrónicas que permitieron una reducción completa de cloratos en 30 minutos. La adición de vanadio al platino incrementó la actividad catalítica, siendo especialmente efectivo el catalizador bimetálico Pt-V/TiO2 con una relación másica Pt:V de 1:1, que redujo el 100% de los cloratos en 5 minutos, gracias a la interacción entre ambos metales que mejoró las propiedades redox y favoreció la formación de pares electrón-hueco. En pruebas con aguas naturales, se observó que los aniones del medio, especialmente carbonato y bicarbonato, inhiben la actividad catalítica por adsorción competitiva, aunque el catalizador Pt-V/TiO2 mostró preferencia por los cloratos, eliminando hasta un 90% en 30 minutos, lo que lo hace prometedor para aplicaciones comerciales. La actividad catalítica está relacionada con la dispersión del platino, la presencia de centros ácidos (esenciales para la adsorción de cloratos) y la actividad redox del metal noble, siendo los centros ácidos y la disociación del hidrógeno los factores más determinantes. En conclusión, el catalizador bimetálico Pt-V/TiO2 optimizado combina alta actividad, estabilidad y viabilidad comercial, siendo una solución eficaz para la eliminación de cloratos en condiciones reales.