Síntesis y caracterización de óxidos de manganeso estructurados para su aplicación en la descomposición eficiente de ozono

Abstract

[ES] El ozono se trata de una sustancia beneficiosa cuando se encuentra en la estratosfera de forma natural, ya que la existencia de esta capa protege a los organismos vivos del daño que puede producir la radiación ultravioleta. Sin embargo, cuando esta sustancia se sitúa a nivel troposférico puede resultar perjudicial debido a su gran poder oxidante y a su participación en el smog fotoquímico. Genera un problema de contaminación atmosférica además de resultar tóxico para plantas, animales y personas. Buscando una optimización energética y aprovechando el alto poder oxidante del ozono se ha incrementado el número de aplicaciones en la industria tales como síntesis de compuestos orgánicos u oxidación de contaminantes en fase gas. Sin embargo su principal aplicación es la desinfección y purificación de aguas debido a su capacidad para eliminar sabores y olores sin alterar el agua y sin dejar resuduos. Durante la utilización de estas técnicas de ozonización es inevitable la emisión de ozono que no ha llegado a autodescomponerse a la atmósfera, por ello es necesario adoptar medidas para eliminar el ozono resudial de estos procesos. A pesar del que el ozono se descomponga térmicamente el proceso es lento y no es viable económicamente, por ello la vía de descomposición más usada es la catalítica. En el presente TFG se realizará la síntesis de materiales catalíticos basados en óxidos de manganeso estructurados para la descomposición del ozono en fase gas. Sus propiedades físico-químicas se determinarán con difractometría de rayos X (DRX), spectroscopía de plasma de acoplamiento inductivo (ICP) para el análisis químico, área BET, microscopía de barrido (SEM) y de transmisión (TEM). Finalmente se estudiará su actividad catalítica frente a la descomposición del ozono.

[CA] L'ozó es tracta d'una substància beneficiosa quan es troba en l'estratosfera de forma natural, ja que l'existència d'esta capa protegix als organismes vius del dany que pot produir la radiació ultravioleta. No obstant això, quan esta substància se situa a nivell troposfèric pot resultar perjudicial a causa del seu gran poder oxidant i a la seua participació en el boirum fotoquímic. Genera un problema de contaminació atmosfèrica a més de resultar tòxic per a plantes, animals i persones. Buscant una optimització energètica i aprofitant l'alt poder oxidant de l'ozó s'ha incrementat el nombre d'aplicacions en la indústria com ara síntesi de compostos orgànics u oxidació de contaminants en fase gas. No obstant això la seua principal aplicació és la desinfecció i purificació d'aigües degut a la seua capacitat per a eliminar sabors i olors sense alterar l'aigua i sense deixar residus. Durant la utilització d'aquestes tècniques d'ozonització és inevitable l'emissió d'ozó que no ha arribat a autodescompondre's a l'atmosfera, per això és necessari adoptar mesures per a eliminar l'ozó resudial d'aquests processos. A pesar del que l'ozó es descomponga tèrmicament el procés és lent i no és viable econòmicament, per això la via de descomposició més usada és la catalítica. En el present TFG es realitzarà la síntesi de materials catalítics basats en òxids de manganés estructurats per a la descomposició d'ozó en fase gas. Les seues propietats fisicoquímiques es determinaran amb difractometría de rajos X (DRX) , spectroscopía de plasma d'adaptament inductiu (ICP) per a l'anàlisi químic, àrea BET, microscòpia d'agranat (SEM) i de transmissió (TEM) . Finalment s'estudiarà la seua activitat catalítica enfront de la descomposició d'ozó.

[EN] Ozone is a beneficial substance when found in the stratosphere naturally given that the existence of its layer protects living organisms from the damage ultraviolet radiation can cause. However, ozone can be harmful due to its great oxidizing power and its participation in photochemical smog when located at the tropospheric level. It generates an air pollution issue as well as being toxic to plants, animals and people. Looking for energy optimization and taking advantage of ozone high oxidant power, has increased the number of industry applications such as organic compounds synthesis or pollutants oxidation in gas phase. However, it is the disinfection and purification of water its main application due to its ability to eliminate flavors and odors without disturbing the water and without leaving leftovers. During these ozonation techniques use, ozone that has not become self-decomposing emission to the atmosphere is unavoidable, consequently adopting measures to eliminate the ozone left from these processes is needed. Even though ozone is thermally decomposed the process is slow and is not economically viable, so the catalytic decomposition is the most used way. In the present TFG, the synthesis of catalytic materials based on structured manganese oxides for the ozone decomposition in the gas phase will be carried out. Its physical-chemical properties will be determined with X-ray diffractometry (XRD), inductive coupling plasma spectroscopy (ICP) for chemical analysis, BET area, scanning (SEM) and transmission (TEM) microscopy. Finally, its catalytic activity against ozone decomposition will be studied.