Síntesis y caracterización de catalizadores basados en nanoesferas de carbono para la eliminación de contaminantes emergentes por oxidación húmeda catalítica PDF Download

Author: Estrella Serra Pérez
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This Doctoral Thesis named "Synthesis and characterization of catalysts based on carbon nanospheres for the elimination of emerging pollutants by catalytic wet oxidation "aimed to eliminate three emerging pollutants that are present in water, in order to provide a solution to a real and growing problem such as the scarcity of water resources worldwide. This thesis was possible thanks to two research projects funded by the Community of Madrid “Red madrileña de tratamientos avanzados de aguas residuales S2018/EMT-4341” and “Red madrileña de tratamientos avanzados de aguas residuales S2013/MAE-2716”. Due to the problem of water scarcity, the Water Framework Directive (Directive2000/60/EC) emerged to propose better management of fresh water by defining specific deadlines. As a result of this regulation, a list of priority substances and an observation list of substances were proposed, which were expanded and renewed...

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El presente trabajo forma parte de una línea de investigación que se viene desarrollando en el grupo de investigación de Catálisis y Procesos de Separación (CyPS) del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Complutense de Madrid, relacionada con el tratamiento de aguas contaminadas con materia orgánica. En esta línea se han desarrollado diversos proyectos nacionales y autonómicos como "Tratamiento y reutilización de aguas residuales para un desarrollo sostenible - TRAGUA" (CSD2006-044) del Ministerio de Ciencia e Innovación, en el Programa Consolider-Ingenio 2010 y "Red madrileña de tratamientos avanzados para aguas residuales con contaminantes no biodegradables - REMTAVARES" de la Comunidad de Madrid. De manera más específica, el presente trabajo se dirige hacia el estudio de la eliminación de colorantes presentes en el agua por medio de procesos combinados de adsorción y oxidación húmeda, en el ámbito de dos proyectos titulados "Procesos combinados de adsorción y oxidación húmeda para el tratamiento de aguas residuales de industrias de impresión y artes gráficas" (CTQ2008-02728) del Ministerio de Educación y Ciencia y "Aplicación de procesos de oxidación avanzada en la depuración de las aguas residuales de las industrias derivadas del sector del papel y tintas" (PR34/07-15913) financiado por UCM/Santander. Hoy en día, son numerosas las industrias que producen efluentes líquidos coloreados, siendo las más importantes la textil y la papelera. Por ello, resulta necesario encontrar métodos de tratamiento eficaces que permitan eliminar los colorantes presentes en estos efluentes acuosos. Las técnicas de adsorción permiten eliminar estos compuestos del agua, pero tan sólo consiguen transferir la contaminación del medio líquido al sólido, por lo que las técnicas de oxidación avanzada parecen ser las más adecuadas...

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Pages : 246

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La producción y el uso de energía representan dos tercios de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, siendo el transporte en carretera el segundo sector que más CO2 emite. En el contexto de la búsqueda de fuentes de energía renovables que limiten las emisiones de gases de efecto invernadero, el H2 puede ser considerado un vector energético secundario ideal por su abundancia e inocuidad con el medio ambiente en su uso en celdas de combustible. De las diferentes alternativas para la producción de H2 a partir de recursos renovables, una de las más factibles a medio plazo consiste en la obtención de H2 a partir del reformado de alcoholes como el etanol procedentes de biomasa residual, ya que se asume que gran parte del CO2 emitido durante la combustión del bioalcohol es asimilado de nuevo por las plantas durante la fotosíntesis para la generación de biomasa. El reformado térmico de etanol requiere grandes aportes energéticos para la vaporización de los reactivos de partida; el reformado fotoasistido sin embargo es capaz de transformar el alcohol en H2 y CO2 mediante fotoenergía (proveniente idealmente de la radiación solar) y un fotocatalizador. El principal objetivo de esta tesis es el estudio del proceso de reformado fotoasistido de disoluciones de etanol(aq) sobre catalizadores basados en Pt/Ti02, evaluando la influencia de las características estructurales y morfológicas del catalizador y el efecto de la presencia de otros dopantes en la producción de H2 y en la selectividad de los productos formados en fase líquida. Para esto se considera: ·La preparación y caracterización de sistemas Pt/Ti02, estudio de su comportamiento catalítico en la producción de H2 a partir de disoluciones etanol(aq) y análisis detallado de los diferentes productos formados en fase líquida y gas. ·Modificación de las condiciones de reacción y el sustrato para el estudio del camino de reacción. ·Estudio del efecto de la presencia de M en sistemas Pt-M/Ti02. Los resultados obtenidos muestran que la producción fotocatalítica de H2 empleando catalizadores Pt/TiO2 está influenciada por las características estructurales y morfológicas del catalizador: a menor área superficial y mayor tamaño de poro mayor producción de H2, CO2, CH4, acetaldehído y ácido acético; a mayor área superficial pero menor tamaño de poro mayores cantidades de 2,3-butanodiol. En todos los casos se obtiene relaciones H2/COx altas (18-32). De entre los catalizadores estudiados, el compuesto únicamente por la fase cristalina anatasa de menor área y con un mayor contenido en peso de Pt (Pt/A50), es el que mayor cantidad de H2 produce bajo las condiciones experimentales estudiadas. La disminución del contenido en peso de Pt da lugar a una mayor velocidad de producción inicial de H2 pero una mayor desactivación del catalizador. Este hecho se asocia a un menor tamaño de partículas de Pt y una mayor dispersión. La desactivación de los catalizadores está relacionada con la competición entre el etanol y las especies propias de su reformado por los centros activos del catalizador, la formación de especies carboxilato ancladas en superficie y la reducción y disminución de la fase metálica superficial. La producción fotocatalítica de H2 a partir de otros sustratos pone de manifiesto la importancia de la movilidad de la especie molecular para la mayor velocidad de producción de H2. En algunos sistemas Pt-M/A50 se alcanzan mayores velocidades iniciales de producción de H2 que con Pt/A50, pero experimentan una mayor desactivación. Cuando M = Ga se obtiene un catalizador más estable en cuanto a la producción de H2 aunque con menores velocidades de producción. Éste comportamiento parece estar relacionado con la proximidad de centros Pt-Ga en superficie.

Author: Martha Leticia Hernández Pichardo
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ISBN: 9781500289331
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Languages : es
Pages : 420

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This is the second volume in a series coordinated by Mexican Academy of Catalysis (ACAT) to disclose the essence of catalysis. Essential techniques are presented in this book for the characterization of catalysts and the understanding of their performance. This text brought together more than twenty specialists from six prestigious institutions of Mexico, associated with the main characterization techniques used for the analysis and study of catalytic materials. The technical review was conducted by several reviewers who contributed their experiences on the synthesis and determination of the physicochemical properties of various catalysts. All with the aim of presenting understandable to those who venture into this area, also relevant for those who wish to deepen their knowledge in the characterization of heterogeneous catalysis.