2026-04-13T02:14:42Zhttps://recercat.cat/oai/requestoai:recercat.cat:2117/4200222025-07-23T01:56:17Zcom_2072_1033col_2072_452951
urn:hdl:2117/420022
Síntesis de hidrogeles inteligentes para la desalinización de agua
Beltrán Portillo, Laura
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química
Saline water conversion
Hydrogels
Polymers
Hidrogel
Agarosa
PEDOT:PSS
Ácido tánico
Aigua salada -- Dessalatge
Hidrogels
Polímers
L'augment de la demanda d'aigua potable i els problemes de sequera han impulsat l'exploració de
noves tecnologies per a la dessalinització de l'aigua. La recerca en hidrogels ofereix una oportunitat
prometedora en aquest àmbit. Aquest estudi se centra en la síntesi i caracterització d'hidrogels
d’agarosa i PEDOT:PSS amb potencial aplicació per a la dessalinització d'aigua.
Els hidrogels es van sintetitzar mitjançant gelificació d’agarosa en solució aquosa amb diferents
proporcions de PEDOT:PSS. Es va estudiar l'efecte de l'àcid tànnic com a agent reticulant i del
bicarbonat d'amoni com a agent porogen. La caracterització va incloure el mesurament de les
propietats mecàniques, fracció de gel, relació d'inflament, espectroscòpia FTIR i microscòpia
electrònica d'escombratge.
L'àcid tànnic va reduir la difusió de PEDOT:PSS de l'hidrogel al medi. A més, els hidrogels amb 10%
d'àcid tànnic i 10% de PEDOT:PSS van presentar el major mòdul d'elasticitat. El PEDOT:PSS va disminuir
l'estabilitat estructural, però va afavorir la capacitat d'absorció d'aigua, mentre que l'addició de l'agent
porogen va disminuir el valor d'aquests dos paràmetres. Mitjançant FTIR es van identificar els grups
funcionals característics i la microscòpia electrònica va revelar una estructura porosa més uniforme en
hidrogels amb PEDOT:PSS.
Aquests resultats estableixen una base per al desenvolupament d'hidrogels aplicables en la
dessalinització d'aigua, com la deionizació capacitiva.
El aumento de la demanda de agua potable y los problemas de sequía han impulsado la exploración
de nuevas tecnologías para la desalinización del agua. La investigación en hidrogeles ofrece una
oportunidad prometedora en este ámbito. Este estudio se centra en la síntesis y caracterización de
hidrogeles de agarosa y PEDOT:PSS con potencial aplicación para la desalinización de agua.
Los hidrogeles se sintetizaron mediante gelificación de agarosa en solución acuosa con distintas
proporciones de PEDOT:PSS. Se estudió el efecto del ácido tánico como agente reticulante y del
bicarbonato de amonio como agente porógeno. La caracterizaron incluyó la medición de las
propiedades mecánicas, fracción de gel, relación de hinchamiento, espectroscopía FTIR y microscopía
electrónica de barrido.
El ácido tánico redujo la difusión de PEDOT:PSS del hidrogel al medio. Además, los hidrogeles con 10%
de ácido tánico y 10% de PEDOT:PSS presentaron el mayor módulo de elasticidad. El PEDOT:PSS
disminuyó la estabilidad estructural, pero favoreció la capacidad de absorción de agua, mientras que
la adición del agente porógeno disminuyó el valor de estos dos parámetros. Mediante FTIR se
identificaron los grupos funcionales característicos y la microscopía electrónica reveló una estructura
porosa más uniforme en hidrogeles con PEDOT:PSS.
Estos resultados sientan una base para el desarrollo de hidrogeles aplicables en la desalinización de
agua, como la deionización capacitiva
The increase in demand for drinking water and drought issues have driven the exploration of new
technologies for water desalination. Research in hydrogels offers a promising opportunity in this field.
This study focuses on the synthesis and characterization of agarose and PEDOT:PSS hydrogels with
potential application for water desalination.
The hydrogels were synthesized by gelation of agarose in an aqueous solution with different
proportions of PEDOT:PSS. The effect of tannic acid as a cross-linking agent and ammonium
bicarbonate as a porogenic agent was studied. The characterization included the measurement of
mechanical properties, gel fraction, swelling ratio, FTIR spectroscopy, and scanning electron
microscopy.
Tannic acid reduced the diffusion of PEDOT:PSS from the hydrogel to the medium. Additionally,
hydrogels with 10% tannic acid and 10% PEDOT:PSS exhibited the highest modulus of elasticity.
PEDOT:PSS decreased structural stability but enhanced water absorption capacity, while the addition
of the porogenic agent decreased the value of these two parameters. FTIR identified characteristic
functional groups, and electron microscopy revealed a more uniform porous structure in hydrogels
with PEDOT:PSS.
These results lay the groundwork for the development of hydrogels applicable in water desalination,
such as capacitive deionization.
2024-07-02
Bachelor thesis
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
Open Access
Attribution-NoDerivs 4.0 International
Universitat Politècnica de Catalunya