Posta a punt d'una planta pilot de bescanvi iònic per a tractament d'aigües amb finalitats didàctiques

Els principals objectius d’aquest projecte són: - Els tractaments d’aigües d’entrada a la indústria - Teoria sobre resines de bescanvi iònic - Presentació de l’equip i funcionament - Posta a punt de les pràctiques Amb els següents objectius es preten posar a punt una planta pilot de bescanvi iònic per a tractament d’aigües amb finalitats didàctiques

Adsorció de crom (VI) i crom (III) en solució amb closca de cranc

En l’eliminació del crom en suspensió de les aigües residuals de les indústries es realitzen dos processos: una precipitació en medi àcid on es redueix el crom (VI) a crom (III) en què s’elimina la major part del crom, i el següent tractament es fa per bescanvi iònic o per adsorció. Els adsorbents emprats actualment tenen un elevat cost i s’està estudiant nous adsorbents, com a substituts dels tradicionals, de baix cost. Dins d’aquest adsorbents de baix cost es troben els bioadsorbents, biomaterials amb gran capacitat d’adsorció. L’objectiu del projecte es va centrar en l’estudi de l’adsorció de crom trivalent i hexavalent en solucions aquoses utilitzant com a adsorbent el residu industrial de closca de cranc, provinent d’una indústria alimentària de barretes de cranc

Nanopartícul·les core-shell estabilitzades en polímer amb propietats calítiques i bactericides medioambientalment segure

Aquest projecte de doctorat és un treball interdisciplinari adreçat a l’obtenció de nous nanocompòsits (NCs) funcionals sintetitzats a partir de materials polimèrics bescanviadors d’ions que són modificats amb nanopartícules metàl•liques (NPMs) de diferent composició. Els materials desenvolupats s’avaluen en funció de dues possibles aplicacions: 1) com a catalitzadors de reaccions orgàniques d’interès actual (NCs basats en pal•ladi) i, 2) la seva dedicació a aplicacions bactericides en el tractament d’aigües domèstiques o industrials (NCs basats en plata). El desenvolupament de nanomaterials és de gran interès a l’actualitat donades les seves especials propietats, l’aprofitament de les quals és la força impulsora per a la fabricació de nous NCs. Les nanopartícules metàl•liques estabilitzades en polímer (Polymer Stabilized Metal Nanoparticles, PSNPM) s’han preparat mitjançant la tècnica in-situ de síntesi intermatricial (Inter-matrix synthesis, IMS) que consisteix en la càrrega seqüencial dels grups funcionals de les matrius polimèriques amb ions metàl•lics, i la seva posterior reducció química dins de la matriu polimèrica de bescanvi iònic. L’estabilització en matrius polimèriques evita l’agregació entre elles (self-aggreagtion), un dels principals problemes coneguts de les NPs. Pel desenvolupament d’aquesta metodologia, s’han emprat diferents tipus de matrius polimèriques de bescanvi iònic: membrana Sulfonated PolyEtherEtherKetone, SPEEK, així com fibres sintètiques basades en polypropilè amb diferents tipus de grups funcionals, que ens permeten el seu ús com a filtres en la desinfecció de solucions aquoses o com a material catalitzador. Durant el projecte s’ha anat avançant en l’optimització del material nanocomposite final per a les aplicacions d’interès, en quant activitat i funcionalitat de les nanopartícules i estabilitat del nanocomposite. Així, s’ha optimitzat la síntesi de NPs estabilitzades en resines de bescanvi iònic, realitzant un screening de diferents tipus de resines i la seva avaluació en aplicacions industrials d’interès.

Azolium-based systems: application of an anion exchange resin (A- form) method and 1H NMR analysis of the charged-assisted (CH)+·anion hydrogen bonds

The counteranion exchange of quaternary 1,2,3-triazolium salts was examined using a simple method that permitted halide ions to be swap for a variety of anions using an anion exchange resin (A¯ form). The method was applied to 1,2,3-triazolium-based ionic liquids and the iodideto- anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Additionally, an anion exchange resin (N3¯ form) was used to obtain the benzyl azide from benzyl halide under mild reaction. Likewise, following a similar protocol, bis(azidomethyl)arenes were also synthesized in excellent yields. The results of a proton NMR spectroscopic study of simple azolium-based ion pairs are discussed, with attention focused on the significance of the charged-assisted (CH)+···anion hydrogen bonds of simple azolium systems such as 1-butyl-3-methylimidazolium and 1-benzyl-3-methyl-1,2,3-triazolium salts.

Azolium-based systems: application of an anion exchange resin (A- form) method and 1H NMR analysis of the charged-assisted (CH)+·anion hydrogen bonds

The counteranion exchange of quaternary 1,2,3-triazolium salts was examined using a simple method that permitted halide ions to be swap for a variety of anions using an anion exchange resin (A¯ form). The method was applied to 1,2,3-triazolium-based ionic liquids and the iodideto- anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Additionally, an anion exchange resin (N3¯ form) was used to obtain the benzyl azide from benzyl halide under mild reaction. Likewise, following a similar protocol, bis(azidomethyl)arenes were also synthesized in excellent yields. The results of a proton NMR spectroscopic study of simple azolium-based ion pairs are discussed, with attention focused on the significance of the charged-assisted (CH)+···anion hydrogen bonds of simple azolium systems such as 1-butyl-3-methylimidazolium and 1-benzyl-3-methyl-1,2,3-triazolium salts.

Azolium-based systems: application of an anion exchange resin (A- form) method and 1H NMR analysis of the charged-assisted (CH)+·anion hydrogen bonds

The counteranion exchange of quaternary 1,2,3-triazolium salts was examined using a simple method that permitted halide ions to be swap for a variety of anions using an anion exchange resin (A¯ form). The method was applied to 1,2,3-triazolium-based ionic liquids and the iodideto- anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Additionally, an anion exchange resin (N3¯ form) was used to obtain the benzyl azide from benzyl halide under mild reaction. Likewise, following a similar protocol, bis(azidomethyl)arenes were also synthesized in excellent yields. The results of a proton NMR spectroscopic study of simple azolium-based ion pairs are discussed, with attention focused on the significance of the charged-assisted (CH)+···anion hydrogen bonds of simple azolium systems such as 1-butyl-3-methylimidazolium and 1-benzyl-3-methyl-1,2,3-triazolium salts.

El Suro modificat, bescanviador iònic per l'adsorció de metalls preciosos (pal·ladi i platí)

El present treball, com a projecte final de carrera, té com objectiu estudiar la viabilitat del suro com a material alternatiu a compostos sintètics, com per exemple bescanviadors iònics convencionals. Està centrat al cas particular de la recuperació de Pal·ladi i Platí, metalls nobles d’alt valor econòmic i per tant amb un alt interès per la seva recuperació un cop usats.

Preparació de puntes de tungstè per a microscòpia d'efecte túnel (STM)

Es presenten els resultats experimentals obtinguts durant l’estudi sistemàtic realitzat de la preparació electroquímica de puntes de tungstè per al Microscopi d’Efecte Túnel (STM), fent servir dos electròlits: KOH i NaOH. L’estudi sobre la morfologia, longitud de la punta i radi de curvatura de la punta en funció del voltatge aplicat i les concentracions de l’electròlit es descriu al capítol 3. La caracterització de les puntes es va dur a terme, per una part, mitjançant un microscòpic electrònic de rastreig (SEM) i per l’altre banda, amb el ús de les puntes obtingudes al STM. En resumen, els resultats mostren que ambdós electròlits permeten obtenir puntes que es poden fer servir amb èxit per l’obtenció d’imatges amb l’STM. Les millors puntes són aquelles que s’obtenen dins de rangs de concentracions d’electròlit baixes, entre valor de 10 a 15% en pes pel NaOH i entre 10 i 20% pel KOH i rangs de voltatge entre 3 a 7 V pel NaOH i 4 a 8 V pel KOH. S’observa que es requereixen temps d’atac electroquímic menors fent servir com a electròlit NaOH. S’estudia, en el capítol 4, el tractament que requereix la punta per tal d’eliminar les impureses de la seva superfície. Es realitzen diferents proves amb tres mètodes de neteja: (1) tractament químic, (2) bombardeig iònic i (3) tractament tèrmic de recuit. En el capítol 5 del projecte s’analitzen les imatges d’una mostra d’or, Au(110), d’estructura coneguda, amb el microscopi d’efecte túnel STM) del laboratori fent servir les puntes obtingudes sota les condicions considerades òptimes. El resultat confirma el bon comportament de les puntes obtingudes sota les condicions descrites en els capítols anteriors i establert una pauta a seguir per obtenir puntes d’una manera senzilla i reproduïble.

Microdiálisis cerebral de alta resolución: Estudio del perfil funcional y estructural de las membranas de 100 kDa

La microdiàlisi és una tècnica de neuromonitoratge que permet el mostreig continu del contingut molecular i iònic de l’espai intersticial cerebral. Aquesta tècnica es basa en la implantació d’un catèter en el parènquima cerebral humà de manera mínimament invasiva. Actualment, la microdiàlisi s’ha implantat de manera rutinària en moltes unitats de cures intensives pel neuromonitoratge de pacients amb lesions cerebrals agudes. No obstant, l’estudi in vivo del perfil temporal del proteoma en aquestes lesions i la correcta avaluació de la concentració de les molècules d’interès en el líquid extracel•lular cerebral requereix la determinació prèvia in vitro del percentatge de recuperació relativa de les proteïnes d’estudi.

Síntesis intermatricial y comparación de nanopartículas metálicas de Pd y Co soportadas en resinas catiónicas y aniónicas

Esta memoria de investigación es producto del trabajo experimental que se realizó con resinas de intercambio iónico para la síntesis intermatricial de nanopartículas metálicas de Co y Pd. Los estudios que se realizaron correspondieron a la iniciación en esta modalidad de síntesis de nanopartículas. En ellos se contemplaron las propiedades intrínsecas de la resina como: la capacidad de intercambio iónico, y funcionalidad química, tanto antes como después de la síntesis. Uno de los objetivos es que la resina no pierda ninguna de sus propiedades originales, sino que gane más versatilidad. La importancia que tienen en la actualidad los materiales nanométricos inspira a su modificación y nuevas formas de producción. Con esta investigación se inicia el trabajo de cara a los estudios doctorales. Aquí se estudia la aplicación de las nanopartículas de paladio y cobalto soportadas en resinas de intercambio iónico. Las nanopartículas de paladio tienen aplicación en el área de catálisis, y en su síntesis intermatricial, se consigue un catalizador heterogéneo, que brinda gran facilidad de recuperarlo y proceder con varios ciclos catalíticos. Así mismo, con el cobalto se pretendió otorgar propiedades ferromagnéticas, de manera que el proceso de separación de la resina de los medios de reacción, sea tan fácil como la aplicación de un campo magnético o pasar un imán sobre el lugar en cuestión.

Estudi de flotació de tintes tòner emprant un model estacionari

El procés de flotació es basa en la interacció entre les partícules de tinta despreses de les fibres durant el procés de desintegració i les bombolles d’aire, amb l’ajuda de tensioactius. Aquesta interacció condueix a la formació d’agregats tinta-bombolla, que són eliminats en forma d’escuma. Per tal que el procés de flotació sigui eficient cal que les propietats superficials de la tinta i la bombolla siguin les adequades així com que l’agregat tinta-bombolla sigui prou estable com per arribar a la superfície de la cel·la de flotació on serà eliminat. En aquest treball es pretén avaluar l’eficàcia de la col·lisió tinta-bombolla mitjançant un sistema de visió artificial. Els fenòmens que tenen lloc dins la cel·la de flotació són molt complexos i difícils d’estudiar. Per aquest motiu s’ha cregut oportú construir un model estacionari de flotació que permet simular les condicions de flotació però que simplifica l’obtenció d’imatges, a través d’un sistema de visió artificial. Una vegada s’hagi posat en funcionament el sistema estacionari, s’estudiaran els processos d’unió tinta-bombolla amb diferents tensioactius (aniònic, catiònic i no-iònic) i amb diferents concentracions de tensioactiu

Síntesi i caracterització de compostos azobenzènics per la preparació de nous interruptors moleculars

Aquest treball de recerca té com a objectiu la síntesi i caracterització de nous interruptors moleculars basats en cromòfors azobenzènics i amb aplicació a nivell biològic. Més concretament, es planteja el desenvolupament d’interruptors moleculars basats en el sistema MAG per a controlar el funcionament d’un canal iònic de les cèl·lules del sistema nerviós central governat pel receptor iGluR. Tot i que ja s’han descrit interruptors moleculars tipus MAG que permeten el control d’aquest canal, en aquest treball es pretenen optimitzar dues de les seves propietats: augmentar el rendiment quàntic de fotoisomerització entre els estats trans i cis de l’interruptor i augmentar la constant tèrmica d’isomerització cis-&trans. Aquestes dues propietats depenen de les característiques estructurals del cromòfor azobenzènic central del sistema MAG.

Correcció d'exercicis de lògica per l'ACME

La Universitat de Girona, i més concretament el Departament d’Informàtica i Matemàtica Aplicada, ja fa uns anys que ha posat en marxa el Projecte Avaluació Continuada i Millora de l’Ensenyament, també anomenat ACME. Aquest projecte és una plataforma d'e-learning, és a dir, un sistema d’aprenentatge a través de la xarxa que potencia la col•laboració digital i el bescanvi d’informació entre alumne i professor. El creixement que ha experimentat la plataforma, ha estat possible gràcies al disseny modular de l’aplicació, on cada nova funcionalitat que estava essent desenvolupada evolucionava de manera independent a la resta de la plataforma i sense comprometre’n el funcionament. Per afegir un nou mòdul a l’ACME, s’utilitzen els mòduls de base que confereixen l'estructura a la plataforma i les eines per incorporar nous mòduls, amb el que la implantació d’aquests a la plataforma és d’elevada senzillesa. Actualment, la majoria de les assignatures de primer del Grau d’Informàtica ja disposen d’exercicis adaptats a la plataforma, el que dóna una uniformitat en les eines i plataformes que utilitzen els alumnes en la seva formació. Però no hi són totes les assignatures, falta incloure l’assignatura de Lògica a la plataforma. D’aquesta manera, tant els alumnes com els professors de l’assignatura, podran treure profit dels beneficis esmentats que aporta l’ACME. Concretament, a l’assignatura de Lògica es disposava d’uns aplicatius a la plataforma Moodle de la Universitat de Girona on es guiava a l’alumne en la resolució dels exercicis. Aquest mètode és molt interessant com a mètode pedagògic per a l’aprenentatge inicial de l’assignatura, però no representa un repte real on els alumnes hagin d’aplicar els seus coneixements per a la seva realització. Els alumnes també disposaven d’un dossier on se’ls proposava uns exercicis molt complets, i a les pàgines finals d’aquest se’ls donava la solució. Aleshores, de manera voluntària els alumnes realitzaven els exercicis i comprovaven amb la solució si havien aprés a resoldre’ls. Per tant, tant els responsables de l'assignatura de Lògica com els responsables de la plataforma ACME van veure que es podrien desenvolupar eines a l'ACME per tal de corregir de forma automàtica els exercicis de l'assignatura. Incorporar l’assignatura de Lògica a l’ACME permet que els alumnes es vegin més involucrats a fer exercicis durant els curs de manera continuada, gràcies als terminis d’entrega, i facilita als professors la seva tasca deslliurant-los de les correccions i oferint-los-hi eines de seguiment

Síntesi d'un fragment derivat del glutamat per a formar part d'un interruptor molecular

El projecte en el qual s’emmarca aquest treball de recerca es centra en el desenvolupament d’interruptors moleculars que permeten el control del funcionament d’un canal iònic de les cèl·lules del sistema nerviós central. En aquest treball de Màster en Experimentació Química, s’ha treballat, més concretament, en la síntesi del derivat del glutamat. S’ha dissenyat i desenvolupat una ruta sintètica del fragment de glutamat en 8 passos amb un 7% de rendiment global.

Estudi de la capacitat del suro com a material adsorbent de pesticides

La presència de pesticides en el medi ambient pot comportar efectes nocius pel propi medi i la salut humana, fet que, en alguns casos, converteix en necessària la seva eliminació. Un dels mètodes utilitzats per dur a terme aquesta eliminació és la sorció de contaminats sobre materials adsorbents. Per tal de fer d’aquest mètode un procés sostenible cal investigar nous materials capaços de retenir els contaminants. El suro és la part més externa de l’escorça de l’alzina surera: Quercus Suber L. S’extreu cada 5- 10 anys depenent de la regió i es caracteritza per ser una font natural, renovable i biodegradable amb una heterogènia composició química que el converteix en un material potencialment apte com a adsorbent d’un ampli rang de contaminants. En aquest context, l’objectiu principal d’aquest treball és investigar l’afinitat d’adsorció del suro amb quatre pesticides de diferent hidrofobicitat i estructura química i estudiar el paper que hi juguen els seus compostos químics (extractius, suberina, lignina i polisacàrids) en aquest procés de sorció. Els pesticides investigats han estat: Metamitron: poc hidrofòbic (logKow = 0.83) i de caràcter molecular, Alaclor: moderadament hidrofòbic (logKow = 2.80) i de caràcter iònic (pKa = 0.62), 2,4-D: moderadament hidrofòbic (logKow = 2.81) i de caràcter iònic (pKa = 2.64) i Clorpirifos: molt hidrofòbic (logKow = 4.92) i de caràcter molecular