{"id":133895,"date":"2020-12-23T21:14:49","date_gmt":"2020-12-23T20:14:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=133895"},"modified":"2020-12-23T21:14:49","modified_gmt":"2020-12-23T20:14:49","slug":"eliminacion-de-contaminantes-organicos-en-aguas-residuales-mediante-metodos-electroquimicos-con-catalizadores-heterogeneos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2020\/12\/23\/133895","title":{"rendered":"ELIMINACI\u00d3N DE CONTAMINANTES ORG\u00c1NICOS EN AGUAS RESIDUALES MEDIANTE M\u00c9TODOS ELECTROQU\u00cdMICOS CON CATALIZADORES HETEROG\u00c9NEOS"},"content":{"rendered":"

Investigadores del Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental de la URJC en colaboraci\u00f3n con la Universidad T\u00e9cnica de Dinamarca han demostrado que la presencia de part\u00edculas s\u00f3lidas de perovskita, un \u00f3xido met\u00e1lico con cobre, manganeso y lantano, en un sistema electroqu\u00edmico de tratamiento de contaminantes org\u00e1nicos en agua, permite incrementar la eficiencia del sistema en un amplio rango de pH del agua residual, con una baja intensidad de corriente y voltaje aplicado, lo que conlleva a un menor coste el\u00e9ctrico, y manteniendo una elevada estabilidad de las part\u00edculas s\u00f3lidas, que pueden reutilizarse sin p\u00e9rdida de actividad aparente. Los resultados m\u00e1s relevantes obtenidos de esta investigaci\u00f3n son un claro avance respecto al gran desaf\u00edo que supone proponer un sistema electroqu\u00edmico donde se trabaje con un catalizador heterog\u00e9neo activo sea cual sea el pH natural del agua tratada, y f\u00e1cilmente recuperable y reutilizable.<\/p>\n

Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental \u2013 URJC<\/em><\/p>\n

Los procesos electroqu\u00edmicos de oxidaci\u00f3n avanzada han despertado un gran inter\u00e9s en los \u00faltimos a\u00f1os como una prometedora alternativa para la eliminaci\u00f3n de contaminantes persistentes en aguas. Estos procesos se basan en la generaci\u00f3n de radicales hidroxilo mediante la reducci\u00f3n del per\u00f3xido de hidr\u00f3geno producido insitu<\/em> en el reactor. Los procesos electroqu\u00edmicos, entre ellos el electro-Fenton, presentan grandes ventajas frente a los tratamientos convencionales, ya que evitan la necesidad de adicionar un agente oxidante y consecuentemente abaratando el precio del proceso [1].<\/p>\n

Por otro lado, el uso de catalizadores s\u00f3lidos en estos procesos de oxidaci\u00f3n avanzada solventa limitaciones de los procesos homog\u00e9neos, donde se requiere trabajar a valores de pH \u00e1cidos, y se genera una gran cantidad de lodos met\u00e1licos tras el tratamiento [2, 3]. Las perovskitas son materiales de origen mineral que presentan propiedades redox y una alta movilidad de los electrones presentes en su estructura, que los hace muy atractivos para los procesos electroqu\u00edmicos.<\/p>\n

Investigadores del Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos, dentro la Red Madrile\u00f1a de Tratamiento de Aguas Residuales (REMTAVARES), y en colaboraci\u00f3n con la Universidad T\u00e9cnica de Dinamarca han estudiado la utilizaci\u00f3n de un material tipo perovskita que contiene cobre, denominado LaCu0.5<\/sub>Mn0.5<\/sub>O3,<\/sub> como catalizador heterog\u00e9neo de un proceso electro-Fenton para la eliminaci\u00f3n de contaminantes org\u00e1nicos no biodegradables [4]. El estudio se realiz\u00f3 utilizando un tinte (azul de metileno) como contaminante modelo en una celda electroqu\u00edmica, como la mostrada en la Fig. 1, que se compone de un \u00e1nodo de titanio recubierto por \u00f3xidos de iridio y un c\u00e1todo de grafito.<\/p>\n

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Fig. 1. A) Esquema de la celda electroqu\u00edmica B) Mecanismo del proceso de electro-Fenton<\/strong><\/p>\n

El catalizador tipo perovskita fue probado en un amplio rango de pH, desde valores \u00e1cidos (3) hasta valores b\u00e1sicos (8.5). Los resultados obtenidos indican una elevada actividad y estabilidad del material trabajando a pH neutro e incluso b\u00e1sico, con reducciones completas del contaminante y una mineralizaci\u00f3n del carbono org\u00e1nico total presente en la muestra del 26 % tras dos horas de tratamiento. Adem\u00e1s, entre los resultados m\u00e1s relevantes, cabe destacar la alta estabilidad y durabilidad del material seleccionado el cual no se desactiv\u00f3 tras 20 horas de reacci\u00f3n.<\/p>\n

Con todo ello, los investigadores de la URJC y la DTU concluyeron que el material LaCu0.5<\/sub>Mn0.5<\/sub>O3<\/sub> es un material prometedor para este tipo de procesos ya que mostr\u00f3 una notable actividad a pH neutro y b\u00e1sico, incluso trabajando con una baja densidad de corriente (2.6-0.9 mA\/cm2<\/sup>), lo que abarata el coste del proceso, y con un elevado grado de reutilizaci\u00f3n en reacciones sucesivas sin desactivaci\u00f3n aparente ni p\u00e9rdida de actividad.<\/p>\n

El uso de este tipo de sistemas supone un claro avance respecto al gran desaf\u00edo que supone proponer un sistema electroqu\u00edmico donde se trabaje con un catalizador heterog\u00e9neo activo sea cual sea el pH natural del agua tratada, y f\u00e1cilmente recuperable y reutilizable.<\/p>\n

Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

[1] E. Brillas, CA Mart\u00ednez-Huitle. Appl. Catal. B Environ., 166-167 (2015), pp. 603- 643<\/p>\n

[2] O. Iglesias, MAF de Dios, T. Tavares, MA Sanrom\u00e1n, M. Pazos. J. Ind. Eng. Chem, 27 (2015), pp. 276 – 282<\/p>\n

[3] SO\u00a0Ganiyu,\u00a0M.\u00a0Zhou,\u00a0CA\u00a0Mart\u00ednez-Huitle. Appl.\u00a0Catal.\u00a0B. Environ.,\u00a0235\u00a0(2018), pp.\u00a0103\u00a0\u2013\u00a0129<\/p>\n

[4] A. Cruz del \u00c1lamo, R. Zou, M.I. Pariente, R. Molina, F. Mart\u00ednez, Y. Zhang. Catal. Today., (2020). Available online: https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.cattod.2020.03.027<\/a><\/p>\n

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