Caracterización de materiales nanoadsorbentes funcionalizados con nanopartículas metálicas. estudio de su aplicación a la adsorción de contaminantes en aguas

[SPA] El deterioro de los ecosistemas acuáticos por acumulación de nutrientes y metales pesados constituye uno de los principales desafíos ambientales actuales. En este contexto, se realizó un estudio detallado del Mar Menor como caso representativo de eutrofización costera, analizando la evolución temporal de las concentraciones de nitratos, fosfatos y metales pesados durante distintos periodos de crisis y recuperación. Los resultados mostraron variaciones significativas en los niveles de estos contaminantes, reflejando cambios en las condiciones hidrodinámicas y geoquímicas del sistema. Esta crisis ha puesto de manifiesto la necesidad de estrategias de diagnóstico y remediación basadas en materiales avanzados con elevada capacidad de adsorción. La tesis desarrolla un enfoque integral que combina diagnóstico ambiental, síntesis, modelización y caracterización avanzada de nanomateriales magnéticos funcionalizados con plata, orientados a la eliminación de especies iónicas inorgánicas (nutrientes y metales pesados) disueltas en agua. Se aborda la preparación controlada de nanopartículas de magnetita (Fe¿O¿) y su modificación superficial mediante plata metálica o agentes funcionales como MESNa, empleado en esta tesis también para la eliminación de cobre, generando sistemas híbridos con propiedades magnéticas y adsorbentes mejoradas. Los estudios de adsorción con nitratos y cobre como contaminantes modelo permitieron establecer parámetros cinéticos y de equilibrio, determinando la influencia del pH, la dosis de adsorbente y el tiempo de contacto sobre la eficiencia del proceso. La investigación incluye además el desarrollo de un algoritmo numérico original para la simulación de procesos de adsorción-desorción con retardo temporal, implementado en el software DelayNet, creado por la autora. Este programa, registrado como software libre, permite describir con precisión el comportamiento transitorio de las especies disueltas y su ajuste a los datos experimentales, constituyendo una aportación innovadora con potencial de aplicación en otros procesos dinámicos de transporte y reacción química. Finalmente, se realizó una caracterización multitécnica sistemática de los materiales, una de las principales aportaciones de este trabajo. Mediante diversas técnicas espectroscópicas y microscópicas se analizó la interacción estructural y electrónica entre la plata y la magnetita, así como la forma en que el nitrato se une a la superficie de Fe¿O¿@Ag. Este estudio permitió comprender cómo la distribución y el estado superficial de la plata modulan la capacidad adsorbente y el comportamiento del material frente a especies inorgánicas disueltas. En conjunto, la tesis ofrece una visión integrada desde el análisis ambiental hasta el diseño, modelización y caracterización de nuevos nanomateriales magnéticos funcionalizados, contribuyendo al desarrollo de adsorbentes eficientes, recuperables magnéticamente y selectivos, con aplicaciones en la descontaminación de aguas eutrofizadas y contaminadas por nutrientes y metales pesados.

Grantor dc:publisher

Universidad Politécnica de Cartagena

Year dc:date.issued

2025

Author dc:creator

• García Onsurbe, María del Carmen

Advisors dc:contributor.advisor

• Caravaca Garratón, Manuel
• Soto Meca, Antonio

• Ecosistema acuático
• Descontaminación de aguas
• Metales pesados
• Adsorción

Statement dc:rights

• Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

es

DOI

10.31428/10317/22041

Identifier

hdl:10317/22041

OAI record oai:identifier

http://repositorio.upct.es/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arepositorio.upct.es%3A10317%2F22041