Eliminación de antiinflamatorios no esteroideos mediante oxidación electroquímica con ánodos basados en sustratos textiles

Abstract

[ES] En este proyecto se han realizado experiencias de laboratorio para preparar, caracterizar y aplicar electrodos basados en sustratos textiles en las electrolisis diseñadas para la eliminación de un antiinflamatorio no esteroideo. Se ha elegido al Naproxeno. En concreto, se ha llevado a cabo un estudio de la viabilidad de la eliminación del antiinflamatorio no esteroideo en disoluciones acuosas mediante oxidación electroquímica utilizando ánodos de tejido de carbono (2D), con y sin modificación superficial. Se ha estudiado la influencia de la presencia en la superficie de los electrodos de nanopartículas de platino o de óxido de grafeno reducido con nanopartículas de platino y de la composición electrolítica. Como posibles electrolitos se eligieron las sales de sulfato sódico y de cloruro sódico. Se han evaluado la carga eléctrica necesaria para la degradación de Naproxeno, la eficiencia en corriente, la energía eléctrica consumida por orden y la estabilidad de los distintos ánodos basados en tejidos, para determinar la viabilidad de estos procesos a mayor escala. Para ello ha sido necesario realizar análisis mediante voltametría cíclica y FESEM para la preparación y caracterización de los electrodos. La cromatografía HPLC ha permitido hacer un seguimiento de las electrolisis mediante el análisis del área del pico cromatográfico de las muestras extraídas durante la electrolisis. Así mismo, se han comparado los resultados de los espectros FTIR-ATR y de los espectros UV-vis antes y después de las electrolisis. Además, se comparan los resultados con los obtenidos con electrodos tridimensionales (3D) de platino, evaluando las cinéticas de degradación. El objetivo ha sido valorar las ventajas del uso de electrodos 2D, respecto a los 3D tradicionales, en el diseño de reactores electroquímicos para el tratamiento de este tipo de compuestos a escala piloto. Finalmente, se ha estudiado la viabilidad de la aplicación de estos métodos para la eliminación de aguas residuales que contengan contaminantes emergentes, realizándose una valoración económica y de coste energético de este tratamiento electroquímico.

[EN] In this project has been performed laboratory experiments to prepare, characterize and apply electrodes based on textile substrates in electrolysis designed to eliminate a nonsteroidal antiinflammatory as Naproxen. In particular, it has been studied the feasibility of eliminating the nonsteroidal anti-inflammatory in aqueous solutions by electrochemical oxidation using carbon textile anodes (2D), with and without surface modification. The influence of the presence on the surface of electrodes of platinum nanoparticles or reduced graphene oxide with platinum nanoparticles and the electrolytic composition have been studied. Sodium sulphate and sodium chloride salts have been chosen as possible electrolytes. Cyclic voltammetry and FESEM analysis have been evaluated the preparation and characterization of the electrodes. It has also been evaluated the electrical load required for Naproxen degradation, current efficiency, the electrical energy consumed by order and the stability of the various textilebased anodes to determine the viability of these processes on a larger scale. HPLC chromatography has analyzed the changes in the composition of the solutions during the electrolysis by analyzing the peak chromatographic area of samples taken during electrolysis. The results of FTIR-ATR spectra and UV-vis spectrum before and after electrolysis have also been compared. In addition, the results were compared with those obtained with three-dimensional electrodes (3D) of platinum, evaluating degradation kinetics. The objective has been evaluating the advantages of using 2D electrodes, in respect of traditional 3D, in the design of electrochemical reactors for the treatment of this type of compound on a pilot scale. Finally, the feasibility of applying these methods to eliminate wastewater containing emerging pollutants has been studied, making an economic and energy cost assessment of this electrochemical treatment.