Estudio de la degradación de glifosato en medio acuoso mediante fotoelectrocatálisis empleando un electrodo de diamante dopado con boro modificado con dióxido de titanio como fotoánodo

Alulema Pullupaxi, Nancy Paulina

2020-05-04

Alulema Pullupaxi, N. P. (2020). Estudio de la degradación de glifosato en medio acuoso mediante fotoelectrocatálisis empleando un electrodo de diamante dopado con boro modificado con dióxido de titanio como fotoánodo. 99 hojas. Quito : EPN.
T-IC/0999/CD 10378

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Este trabajo presenta la degradación de glifosato mediante fotoelectrocatálisis empleando un electrodo de diamante dopado con boro (DDB) modificado con dióxido de titanio (TiO2). El estudio fue dividido en tres etapas: a) optimizar el número de capas del precursor de TiO2 para modificar un electrodo de DDB mediante el método sol-gel/spin-coating, b) caracterización superficial del fotoánodo mediante microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de energía dispersiva y difracción de rayos, y caracterización electroquímica mediante voltametría cíclica empleando el par redox del ferri/ferrocianuro de potasio, y c) degradación de glifosato (50 mg/L) por oxidación electroquímica (OE) y fotoelectrocatálisis (FEC) en condiciones de oscuridad y luz UV, durante cinco horas. Se determinó que cinco capas del precursor son óptimas para obtener un fotoánodo (TiO2/DDB) con mejor capacidad de oxidación que el DDB sin modificación; lo cual ocurrió por la formación de nanopartículas (14,79 ± 3,43 nm) de TiO2 (fase anatasa) sobre el DDB. La degradación (99,5%) y mineralización (85,3%) de glifosato fue más rápida y eficiente con FEC empleando el fotoánodo de TiO2/DDB con 3 mA/cm2 y luz UV. Por lo tanto, este trabajo demostró que la FEC es más eficiente y requiere menos tiempo de tratamiento en comparación con la OE.

This work report glyphosate degradation by means of photoelectrocatalysis using a boron doped diamond (BDD) electrode modified with titanium dioxide (TiO2). The study was divided in three stages: a) optimization of number of titanium dioxide precursor layers to modify a BDD electrode by means of sol-gel/spin-coating method, b) photoanode surface characterization by means of scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction, and electrochemical characterization by cyclic voltammetry using potassium ferricyanide, and c) glyphosate degradation (50 mg/L) by means of electrochemical oxidation (EO) and photoelectrocatalysis (PEC) under dark and UV light conditions, during five treatment hours. The results showed that five precursor layers were optimum to obtain a photoanode (TiO2/DDB) with better oxidation capacity than BDD electrode without modification; it occurred due to formation of TiO2 nanoparticles (14.79 ± 3.43 nm) in anatase phase on DDB surface electrode. Glyphosate degradation (99.5%) and mineralization (85.3%) was faster and more efficient by FEC using TiO2/DDB photoanode with 3 mA/cm2 and UV light; therefore, this work demonstrated that PEC is more efficient and requires less treatment time in comparison with EO.

Espinoza Montero, Patricio Javier, director

CALIDAD DEL AGUA; DEGRADACIÓN; ELECTRODO;