Desarrollo de nuevos catalizadores de descomposición de ozono basados en óxidos de manganeso (IV) con aplicaciones en eliminación de contaminantes ambientales

Abstract

[ES] La integridad humana y medioambiental se ha visto perjudicada por el incremento de emisiones de agentes contaminantes a raíz de la industrialización y el desarrollo de tecnologías avanzadas. Dentro de este grupo se encuentra el ozono troposférico, especie altamente oxidante y reactiva capaz de ocasionar daños severos en personas, animales y vegetales aun cuando actúa como filtro UV en la estratosfera. A su vez, a estas propiedades se le atribuye su aplicabilidad en diferentes áreas como la medicina, industria o tratamiento de aguas y aire donde se requiere de su capacidad oxidante al tiempo que se ha de garantizar la mínima liberación de ozono residual a la atmósfera. Por esta razón, y en base a la alta capacidad del óxido de manganeso (IV) para la descomposición de ozono, en el presente Trabajo de Fin de Máster se propone el desarrollo de nuevos catalizadores basados en MnO2 (IV) de alta área superficial para la descomposición catalítica de ozono con posibles aplicaciones en eliminación de contaminantes ambientales. De las tres familias de catalizadores sintetizadas, la basada en óxido de manganeso (IV) nanoparticulado presentó las propiedades catalíticas más destacables, alcanzando conversiones elevadas en la reacción de descomposición de ozono (> 99 %), en un rango de temperaturas comprendido entre los 0 y 50 ºC. Los resultados obtenidos con este catalizador fueron claramente superiores a lo proporcionados por el catalizador comercial optimizado para esta reacción.

[EN] Human and environmental integrity has been harmed by the increase in pollutant emissions as a result of industrialization and advanced technologies. Within this group is tropospheric ozone, a highly oxidizing and reactive substance capable of causing severe damage to people, animals and plants even when it acts as a UV filter in the stratosphere. In turn, these properties are attributed to its applicability in different areas such as medicine, industry or water and air treatment where its decomposition is required to promote formation of secondary, more oxidizing species or to guarantee minimum release of residual ozone into the atmosphere. For this reason, and based on degradative capacity of manganese (IV) oxide, present Master Thesis proposes the development of new catalysts based on MnO2 with high surface area in catalytic decomposition of ozone with possible applications in the elimination of environmental pollutants. Of the three families of catalysts synthesized, the one based on nanoparticulated manganese (IV) oxide presented most outstanding catalytic properties, reaching high conversions in ozone decomposition reaction (> 99 %), in a range of temperatures between 0 and 50 ºC. The results obtained with this catalyst were clearly superior to those provided by the commercial catalyst optimized for this reaction.