Evaluación de un diseño tipo Box-Behnken en la síntesis del ánodo Ti/RuO₂-IrO₂, para maximizar la producción de cloro activo como potencial oxidante de metoprolol

Abstract

Con el fin de optimizar el uso de estos materiales para la producción de cloro activo, se utilizó el diseño de superficie de respuesta Box-Behnken, donde se variaron tres parámetros primordiales en la síntesis de los DSA (número de capas, tiempo y temperatura de calcinación). La síntesis se desarrolló aplicando el método Pechini para cada electrodo. Posteriormente, fueron caracterizados morfológicamente mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, Scanning Electron Microscopy), se realizó análisis elemental mediante espectroscopía de rayos-X de energía dispersiva (EDS,Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). Caracterización estructural mediante difracción de rayos X (XRD, X-ray Difraction), caracterización electroquímica mediante voltamperometría cíclica con el fin de saber si existe presencia de especies de cloro activo. Para confirmar ésta última se utilizó el método de yodometría, para la cuantificación de las especies generadas. Para comprobar cuál de los electrodos optimizados refleja la mayor producción de especies oxidativas, se realizó la degradación de metoprolol (20 ppm) mediante el sistema electroquímico para la producción de cloro activo. Para esto se utilizaron las técnicas de voltamperometría cíclica y cronopotenciometría con una densidad de corriente de 10 mA/cm2, a un pH de 5. Los resultados mostraron que el electrodo 1, cuyos parámetros de síntesis fueron 4 capas, 1 hora de calcinación a 500° C, fue el electrodo qué generó más cloro activo (3.16 mmol/L), así mismo al hacer el análisis Box-Behnken, las condiciones óptimas para un electrodo con mayor producción de cloro activo fueron precisamente las del electrodo 1.