Evaluación del desempeño de espumas de carbono a base de sacarosa para la producción catódica ¿in situ¿ de peróxido de hidrógeno en el sistema de electro-fenton para la remoción de ácido rojo 1 como contaminante modelo del agua
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2023
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Resumen
El objetivo principal del presente proyecto se basó en la evaluación del desempeño de tres espumas de carbono sintetizadas a partir de sacarosa para la producción catódica "in situ" de H2O2 en un sistema de electro-Fenton, esto con el fin de remover el ácido rojo 1 del agua. Para dicha síntesis se utilizó el método de carbonización de plantilla, para el cual se empleó una plantilla de poliuretano. Además, se realizó un dopado y co-dopado con heteroátomos del material carbonoso final, de manera que se obtuvieron espumas de carbono dopadas con N2, B-N2 y F-N2. También, mediante un diseño de experimentos Taguchi L9 se determinaron las condiciones de reacción que permitieron una mayor producción "in situ" de H2O2. Para ello, se tomaron en consideración factores relevantes para el sistema de electro- Feton y se estableció que la espuma co-dopada con B-N2 como cátodo, el NaCl como electrolito, una corriente aplicada de 90 mA y un tiempo de 60 min fueron las condiciones que permitieron una mayor electrogeneración de H2O2, con un valor máximo de 38.29 mg/L. La espuma de carbono con la mayor producción "in situ" de H2O2 fue caracterizada mediante los análisis de espectroscopía infrarroja, termogravimetría, espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, así como el método Brunnauer-Emmett-Teller y la microscopía electrónica de barrido. Este último análisis permitió determinar que el valor promedio de poro de la espuma co-dopada con B-N2 corresponde al de un material macroporoso, con tamaños de poros mayores respecto al tamaño teórico de la molécula de H2O2, lo cual confirmó que el cátodo sintetizado permite el flujo desde los poros internos hasta el sistema de reacción. Por otro lado, el resultado del análisis BET permitió determinar que la espuma de carbono sintetizada poseía una área superficial de 61.95 m2/g y una porosidad de 0.081 mL/g muestra. Seguidamente, se procedió a determinar la remoción...
Descripción
Tesis (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, [2023?]
Palabras clave
CONTAMINACION DEL AGUA - INVESTIGACIONES - COSTA RICA, MATERIALES COMPUESTOS DE CARBONO - SÍNTESIS - COSTA RICA, PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES - COSTA RICA - MÉTODOS, PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES - EQUIPO Y ACCESORIOS - COSTA RICA - EVALUACIÓN, PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES - OXIDACIÓN - COSTA RICA, SACAROSA - PRODUCTOS DERIVADOS - PRUEBAS - COSTA RICA