Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales
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- Degradación del colorante naranja II, utilizando ciclodextrinas soportadas en nanomateriales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2022-03) Bazán Medina, Agni YairLa contaminación del agua es una de las problemáticas de mayor importancia en nuestros días, las aguas residuales descargadas por la industria textil ejemplifican esta problemática debido a que se han reportado altas concentraciones de colorantes y otros compuestos orgánicos (aditivos, surfactantes, etc.) provenientes de este sector en ecosistemas acuáticos. Los colorantes en los cuerpos de agua se degradan lentamente generando subproductos de mayor toxicidad fácilmente bioacumulables, en consecuencia, el oxígeno disuelto es reducido y los ciclos biogeoquímicos son alterados, afectando a los organismos a diferentes niveles tróficos. Por otra parte, se han estudiado tecnologías para la remoción y degradación de colorantes, entre las que destacan los tratamientos electroquímicos, biológicos (lodos activados), fisicoquímicos (adsorción, coagulación/floculación) y los procesos de oxidación avanzada (POA) como la oxidación Fenton, la ozonación y la fotocatálisis. Sin embargo, la fotocatálisis solar ha sido de interés en los últimos años debido a la promoción de reacciones en el espectro visible capaces de favorecer la degradación de colorantes en tiempos relativamente cortos (60-180 min en promedio), de esta manera se evita la formación de subproductos de mayor toxicidad y, cuando se emplean los catalizadores adecuados, estos pueden recuperarse y ser aprovechados continuamente. En este trabajo, se desarrolló el método de síntesis para obtener un fotocatalizador con un centro paramagnético de magnetita (Fe₃O₄), cubierto con dióxido de titanio (TiO₂) y finalmente con una capa de β-ciclodextrina (β-CD). Cada componente fue evaluado por etapas, para determinar en qué etapa se obtenía una mejor degradación fotocatalítica del colorante naranja II proveniente de un efluente sintético, el cual fue expuesto a luz solar directa en un periodo máximo de 180 minutos. Los resultados obtenidos de la evaluación fotocatalítica a la Fe₃O₄ y los complejos Fe₃O₄/TiO₂ y Fe₃O₄/TiO₂-βCD indicaron que la Fe₃O₄ es el material que demostró degradar en mayor porcentaje al colorante azoico naranja II, bajo un proceso de exposición a la luz solar natural, además de mostrar una adecuada eficiencia de recuperabilidad y reúso. La Fe₃O₄ fue sintetizada mediante una técnica sencilla de precipitación, mostrando un tamaño de partícula de 100.617 ± 42.043 nm, una carga superficial de -12.133 ± 0.32 mV, una reflectancia del 48.218 ± 0.258% a 900 nm de longitud de onda y una energía de banda prohibida (Eg) de 2.95 eV. Los parámetros de pH, concentración de catalizador y tiempo de exposición donde ocurre la mayor degradación fueron encontrados, siendo éstos: pH 2, una concentración de 50 mg/L del complejo fotocatalítico, 180 μL de peróxido de hidrógeno (H2O2) y un tiempo de exposición a la luz solar de 60 minutos en el periodo primavera-verano (P-V) para obtener un porcentaje de degradación del 96.543 ± 0.504% y de 90 minutos de exposición a la luz solar en el periodo otoño-invierno (O-I) para obtener un porcentaje de degradación del 96.471 ± 0.070%. Los experimentos relacionados con el reúso de la Fe₃O₄ durante 5 ciclos indicaron que éste mantuvo una adecuada eficiencia, debido a que los porcentajes de degradación se mantuvieron por encima del 90% hasta por tres ciclos consecutivos. Sin embargo, para el cuarto y quinto ciclo los porcentajes de degradación obtenidos fueron menores, siendo estos del 86.925 ± 0.407% y 78.119 ± 1.770% respectivamente. Gracias a sus propiedades paramagnéticas, la fácil recuperación mediante el uso de un imán y los porcentajes de degradación obtenidos, la Fe₃O₄ sintetizado demuestra ser una alternativa para la restauración ambiental de aguas contaminadas este colorante textil en zonas con condiciones óptimas de radiación solar.