Study of degradation of perfluorooctanoic acid by heterogeneous photocatalytic technology

RESUMEN: El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo evaluar la degradación del ácido perfluorooctanoico (PFOA) mediante la tecnología de fotocatálisis. El PFOA es un compuesto de origen antropogénico, es no biodegradable y persistente en el medio natural, y además es bioacumulable. En los últimos años, la presencia de PFOA y otros compuestos perfluorados ha comenzado a ser regulada por organismos internacionales, y los han incluido en la regulación de las cantidades máximas admisibles en aguas potables, alimentos, etc. En el presente trabajó, se realizó una revisión bibliográfica sobre los trabajos previos de investigación relacionados con la degradación fotocatalítica de compuestos perfluorados. Así, se observó cómo los ensayos de fotocatálisis con el TiO2 como catalizador, no presentaban alta actividad fotocatalítica para la degradación de estos compuestos, por ello, algunos autores estudian la degradación del PFOA mediante la modificación del TiO2, o con la utilización de nuevos materiales fotocatalíticos. En esta línea en el presente trabajo se sintetizó un nuevo catalizador compuesto por dióxido de titanio y óxido de grafeno, con la idea de mejorar la actividad fotocatalítica del TiO2 comercial. Además, se desarrollaron ensayos de fotocatálisis en un sistema de la lámpara de mercurio (200-600 nm, 150 W) y en un sistema con tecnología de LEDs (365-370 nm, 100 W). Finalmente, los resultados experimentales se analizarán en términos de eliminación del PFOA, el grado de mineralización, la formación de fluoruro, y se estudió la formación de los compuestos de degradación.ABSTRACT: This Master’s Degree Final Project has as main objective to assess the perfluorooctanoic acid (PFOA) decomposition by photocatalytic technology. PFOA is an anthropogenic contaminant, non-biodegradable and environmentaly persistent, as well as, bioaccumulative. Recently, PFOA and other perfluorinated compounds, have been regulated by several international bodies, which have fixed maximum permissible quantities for these compounds in various media, such as drinking water and food. In the present work, the state of the art of the photocatalytic decomposition of perfluorinated compounds was analysed. It was concluded that the commercial and well established TiO2 catalyst offers a low photocatalytic activity for the degradation of perfluorinated compounds. Accordingly, the modification of TiO2 with other materials and the preparation of new photocatalytic materials have been studied by some authors. In the present work, a new catalyst made of titanium dioxide and graphene oxide was synthesized with the aim of obtaining a higher photocatalytic activity than commercial TiO2. Additionally, photocatalytic experiments were carried out using a medium-pressure Hg lamp (emission spectra between 200 and 600 nm, 150 W) and under LED technology (emission spectra between 365 and 370 nm, 100 W). Finally, PFOA degradation, mineralization, and the formation of oxidation products such as fluoride and shorter chain perfluorcarboxylic acids were analyzed.Máster en Ingeniería Químic