[ca] La impressió 3D ha estat identificada com una de les tecnologies clau per al desenvolupament de nous productes i serveis i, si bé s'està utilitzant cada vegada més per a fins científics, les possibilitats enormes d'aquesta tecnologia en camps com el de la Química han estat a penes explotades. Una de les limitacions en l'aplicació de dispositius impresos en 3D per a la separació i l'eliminació de contaminants és la baixa àrea superficial dels mateixos. Així, aquesta Tesi Doctoral s'ha centrat en l'estudi de la incorporació de materials porosos, d'elevada àrea superficial, a suports impresos en 3D per a la millora de les seves característiques texturals i propietats d'adsorció i l'aplicació dels dispositius així obtinguts a la extracció i degradació de contaminants ambientals d'interès. El recobriment s'ha dut a terme mitjançant tres tècniques diferents: deposició i fixació per curat UV, deposició mitjançant l'ús de tintes i calcinació directa sobre el dispositiu. En primer lloc, s'ha desenvolupat un procediment senzill i molt versàtil per incorporar un carbó derivat d'un polímer hiperentrecreuat a un suport imprès en 3D, que consisteix, simplement, en la posada en contacte del material i el suport a la fase prèvia del curat d'aquest darrer, en què la superfície és tova i adherent. El dispositiu final obtingut ha estat utilitzat com a agitador magnètic per a l'extracció de rodamina B, i ha demostrat gran capacitat d'extracció (1,04 g m-2) i una reciclabilitat excel·lent, i es pot reutilitzar per més de 10 cicles consecutius. En segon lloc, s'ha optimitzat la preparació de tintes mitjançant la barreja d'una xarxa metal·loorgànica ZIF-67 i una dispersió de fluorur de polivinilidè (PVDF) en dimetilformamida, que han estat posteriorment utilitzades per al recobriment homogeni de suports fabricats mitjançant impressió 3D. Els dispositius així preparats han estat utilitzats per a la degradació catalítica, usant peroximonodisultat com a agent oxidant, de diferents colorants orgànics, aconseguint la completa degradació dels mateixos en menys de 30 minuts. Els dispositius són a més reutilitzables i reproduïbles entre si. De la mateixa manera, s'ha recobert una columna impresa en 3D amb ZIF-67 per a la degradació de rodamina B en flux i s'ha demostrat que el dispositiu preparat és capaç de catalitzar eficientment la degradació de fins a 500 mL de mostra a un cabal de 2 mL min-1, podent a més treballar a fluxos molt elevats sense que s'hagin detectat problemes de sobrepressió. Finalment, mitjançant impressió 3D, s'han fabricat suports ceràmics robusts i amb una major estabilitat, tant tèrmica com química, que han estat recoberts amb una capa de Resum vi PVDF per, mitjançant escalfament posterior en atmosfera inert, obtenir de forma senzilla i directa un dispositiu recobert amb un carbó porós. Els dispositius preparats així han estat avaluats per a l'extracció de bisfenol A, mostrant una ràpida cinètica d'adsorció, alta capacitat d'extracció (122,5 mg g-1) i excel·lent reusabilitat, mantenint una capacitat d'extracció superior al 90% després de 10 cicles d'extracció consecutius. Els dispositius han demostrat també ser eficients en l'extracció, individual o simultània, d'altres contaminants com són: 4-tert-butilfenol, 4-tert-octilfenol, diclofenac, acetaminofè, ibuprofè, verd de malaquita i blau de metilè, fins i tot en mostres reals d'aigua de pou i aigua residual.

[es] La impresión 3D ha sido identificada como una de las tecnologías clave para el desarrollo de nuevos productos y servicios y, si bien se está utilizando cada vez más para fines científicos, las enormes posibilidades de esta tecnología en campos como el de la Química han sido apenas explotadas. Una de las limitaciones en la aplicación de dispositivos impresos en 3D para la separación y eliminación de contaminantes es la baja área superficial de los mismos. Así, la presente Tesis Doctoral se ha centrado en el estudio de la incorporación de materiales porosos, de elevada área superficial, a soportes impresos en 3D para la mejora de sus características texturales y propiedades de adsorción y la aplicación de los dispositivos así obtenidos a la extracción y degradación de contaminantes ambientales de interés. El recubrimiento se ha llevado a cabo mediante tres técnicas distintas: deposición y fijación por curado UV, deposición mediante el uso de tintas y calcinación directa sobre el dispositivo. En primer lugar, se ha desarrollado un procedimiento sencillo y muy versátil para la incorporación de un carbón derivado de un polímero hiperentrecruzado a un soporte impreso en 3D, que consiste, simplemente, en la puesta en contacto del material y el soporte en la fase previa al curado de este último, en la que su superficie es blanda y adherente. El dispositivo final obtenido ha sido utilizado como agitador magnético para la extracción de rodamina B, habiendo demostrado gran capacidad de extracción (1,04 g m-2) y una excelente reciclabilidad, pudiendo ser reutilizado más de 10 ciclos consecutivos. En segundo lugar, se ha optimizado la preparación de tintas mediante la mezcla de una red metalo-orgánica ZIF-67 y una dispersión de fluoruro de polivinilideno (PVDF) en dimetilformamida, que han sido posteriormente utilizadas para el recubrimiento homogéneo de soportes fabricados mediante impresión 3D. Los dispositivos así preparados han sido utilizados para la degradación catalítica, usando peroximonodisultato como agente oxidante, de distintos colorantes orgánicos, consiguiendo la completa degradación de los mismos en menos de 30 minutos. Los dispositivos han demostrado ser además reutilizables y reproducibles entre sí. De la misma manera, se ha recubierto una columna impresa en 3D con ZIF-67 para la degradación de rodamina B en flujo y se ha demostrado que el dispositivo preparado es capaz de catalizar eficientemente la degradación de hasta 500 mL de muestra a un Resumen iv caudal de 2 mL min-1, pudiendo además trabajar a flujos muy elevados sin que se hayan detectado problemas de sobrepresión. Finalmente, mediante impresión 3D, se han fabricado soportes cerámicos robustos y con una mayor estabilidad, tanto térmica como química, que han sido recubiertos con una capa de PVDF para, mediante calentamiento posterior en atmósfera inerte, obtener de forma sencilla y directa un dispositivo recubierto con un carbón poroso. Los dispositivos así preparados han sido evaluados para la extracción de bisfenol A, mostrando una rápida cinética de adsorción, alta capacidad de extracción (122,5 mg g-1) y excelente reusabilidad, manteniendo una capacidad de extracción superior al 90% después de 10 ciclos de extracción consecutivos. Los dispositivos han demostrado también ser eficientes en la extracción, individual o simultánea, de otros contaminantes como son: 4-tert-butilfenol, 4-tert-octilfenol, diclofenaco, acetaminofeno, ibuprofeno, verde de malaquita y azul de metileno, incluso en muestras reales de agua de pozo y agua residual.