Desarrollo de nuevos fotocatalizadores heterogéneos basados en sales de quinolinio y acridinio para la fotodegradación de contaminantes fenólicos

Abstract

[CA] L’agricultura és una de les activitats econòmiques més importants a l’Estat Espanyol i l’oliva és un dels cultius de major producció, essent la producció espanyola el 21% de la producció mundial total. El cultiu de l’oliva, com la resta de cultius, requereix de l’ús de productes fitosanitaris per tal que asseguren la producció i eviten que es faça malbé. Degut a la toxicitat d’aquests productes, es fa imprescindible el tractament de les aigües residuals que provenen d’aquesta indústria; però el problema resideix en que els processos convencionals de tractament d’aigües residuals no són capaços de degradar aquestes substàncies. Per això s’han desenvolupat els anomenats processos d’oxidació avançada, dins dels quals es troba el procés que es posa en pràctica a aquest TFG, la fotocatàlisi. En aquest Treball s’han heterogeneitzat mitjançant adsorció dos fotocatalitzadors i s’han caracteritzat, per tal d’adaptar-los a la manera de treballar de la industria. A més, s’han caracteritzat quatre contaminants fenòlics típics del sector agrícola. També s’ha monitoritzat la fotodegradació dels contaminants en presència dels fotocatalitzadors en ser irradiats amb llum i s’ha determinat que els fotocatalitzadors sí que tenen la capacitat de degradar els contaminants, concloent que aquell que proporciona un major nivell de degradació és la NMQ+ al 39% molar. Finalment, s’ha estudiat la possibilitat de reutilitzar els catalitzadors, estudiant la seua estabilitat mitjançant l’obtenció de l’espectre UV-Visible de la mescla de reacció una vegada que s’ha finalitzat la degradació i, veient que es tenen evidències de que el MesMAcr+ es desorbeix, s’ha proposat i s’ha iniciat una heterogeneització alternativa mitjançant enllaç covalent

[ES] La agricultura es una de las actividades económicas más importantes en el Estado Español y la aceituna es uno de los cultivos de mayor producción, siendo la producción española el 21% de la producción mundial total. El cultivo de la aceituna, como el resto de cultivos, requiere el uso de productos fitosanitarios para que aseguren la producción y eviten que se estropee. Debido a la toxicidad de estos productos, se hace imprescindible el tratamiento de las aguas residuales que provienen de esta industria; pero el problema reside en que los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales no son capaces de degradar estas sustancias. Por eso se han desarrollado los llamados procesos de oxidación avanzada, dentro de los cuales se encuentra el proceso que se pone en práctica en este TFG, la fotocatálisis. En este Trabajo se han heterogeneizado mediante adsorción dos fotocatalizadores y se han caracterizado, para adaptarlos a la forma de trabajar de la industria. Además, se han caracterizado cuatro contaminantes fenólicos típicos del sector agrícola. También se ha monitorizado la fotodegradación de los contaminantes en presencia de los fotocatalizadores al ser irradiados con luz y se ha determinado que los fotocatalizadores sí que tienen la capacidad de degradar los contaminantes, concluyendo que aquel que proporciona un mayor nivel de degradación es la NMQ+ al 39% molar. Finalmente, se ha estudiado la posibilidad de reutilizar los catalizadores, estudiando su estabilidad mediante la obtención del espectro UV-Visible de la mezcla de reacción una vez terminada la degradación y, viendo que se tienen evidencias de que el MesMAcr+ se desorbe, se ha propuesto y se ha iniciado una heterogeneización alternativa mediante enlace covalente.

[EN] Agriculture is one of the most important economic activities in the Spanish State and the olive is one of the crops with the highest production, with Spanish production accounting for 21% of total world production. The cultivation of olives, like other crops, requires the use of phytosanitary products in order to ensure the production and prevent its spoilage. Due to the toxicity of these products, it is essential to treat wastewaters which come from this industry, but the problem lies in the fact that conventional wastewater treatment processes are not capable of degrading these substances. That is why the so-called advanced oxidation processes have been developed, within which is the process that is put into practice in this TFG, photocatalysis. In this Project two photocatalysts have been heterogenized by adsorption and characterized to adapt them to the way of working of the industry. In addition, four phenolic pollutants typical of the agricultural sector have been characterized, as well. Photodegradation of pollutants in the presence of the photocatalysts has also been monitored when irradiated with light and it has been determined that photocatalysts are able to degrade these pollutants, concluding that the one which provides the highest level of degradation is 39% molar NMQ+ . Finally, the possibility of reusing the catalysts has been studied, by studying their stability by the obtention of the UV-Visible spectra of the reaction mixture once the degradation is finished and, seeing that there are evidences of MesMAcr+ desorption, an alternative heterogeneization by covalent bonding has been proposed and initiated.