División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Prototipo de un sistema fotocatalítico de bajo costo utilizando TiO₂ para el tratamiento de contaminantes en un sistema acuoso(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2024) May Lozano, Marcos; Avilés May, Francisco Gabriel; Guadarrama Cruz, Salatiel; Iuga Silvia, Cristina; Rivadeneyra Romero, GabrielaSe realizó un prototipo de plástico en un recipiente usado para jardinería, dentro del recipiente se colocaron 5 cerámicos tipo azulejos de talavera se recubrió con un sólido formado por cemento en una de sus caras, y en el centro se colocó un aglomerado a base de una mezcla de TiO₂ con el segundo conglomerante. Los materiales fueron estudiados en una reacción de degradación de una mezcla de residuos de colorantes, principalmente conteniendo Negro reactivo 5. El recipiente se colocó una lámpara UV y una bomba de agua que permite una circulación de agua dentro del sistema. La degradación después de 24 horas fue casi total, con el 97.7% de la concentración del colorante degradada. En el sitio de degradación se moldeó en forma artesanal con un soporte externo de conglomerante y un sistema interno a base de la mezcla de titania y boquilla.
- Influencia de la relación agua/alcóxido y del ultrasonido en la síntesis sol-gel del TiO₂(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2024) Escárcega Ramírez, Clara Guadalupe; May Lozano, Marcos; López Medina, Ricardo; González Díaz, María Ortencia; Iuga Silvia, Cristina; Martínez Delgadillo, Sergio AlejandroEl objetivo principal de este trabajo es analizar la estructura del dióxido de titanio para determinar las características que debe poseer este tipo de fotocatalizador para acelerar la degradación de colorantes. Se obtuvieron cuatro catalizadores, variando la relación agua/alcóxido (0.5 y 8) y aplicando ultrasonidos (250 y 1000 kHz, con una potencia del 80%). Cada uno de los catalizadores fue caracterizado mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía UV-Vis DRS. La actividad de cada catalizador se evaluó poniéndolos en contacto con el colorante Black 5, partiendo de una concentración inicial de 5 mg/L.
- Estudio fotocatalítico de la degradación de tintes textiles utilizando un catalizador a base de Ag/TiO₂, modificado con extracto de Beta vulgaris(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2023) May Lozano, Marcos; Hernández Rodríguez, Cristian Emmanuel; López Medina, Ricardo; Rivadeneyra Romero, Gabriela; Aviles May, Francisco Gabriel; Martínez Delgadillo, Sergio AlejandroEn este trabajo se estudió la síntesis, caracterización y evaluación fotocatalítica de los distintos catalizadores a base de Ag/TiO₂ usando los colorantes Negro 5 y Naranja 7, modificados con el extracto de Beta Vulgaris y utilizando lámparas de luz UV. La caracterización del fotocatalizador se analizó mediante difracción de rayos X (XRD) y UV-vis reflectancia difusa (DR). La actividad fotocatalítica se evaluó con la degradación de los colorantes Naranja 7 y Negro 5. Los materiales presentaron la fase anatasa y la banda prohibida disminuyó con el contenido de extracto. La presencia de la plata y del extracto permitió una mejor degradación de los colorantes mediante el uso de luz UV.
- Estudio teórico de los complejos de puente de hidrógeno entre el paracetamol y el agua(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2023) Escárcega Ramírez, Clara Guadalupe; May Lozano, Marcos; Yañez Varela, Juan Antonio; Lugo Hinojosa, Jesús Eduardo; Martínez Delgadillo, Sergio; Iuga, CristinaEn este trabajo se investigó la formación y estabilidad de los complejos de puente de hidrógeno que se establecen entre el paracetamol y una molécula de agua, utilizando métodos de la Química Cuántica Computacional. En estos complejos, el agua puede formar enlaces de hidrógeno intermoleculares con un átomo de oxígeno del grupo OH o del grupo >C=O, o con el grupo -NH del paracetamol. En todos lo casos, la formación de los complejos de puente de H es un proceso exotérmico, pero casi en todos los casos es endergónico. Los complejos de puente de H más estables son los que corresponden a la formación de un puente de H con el átomo de O desprotonado en el paracetamol anión. Las ΔE y ΔH de los complejos de puente de H del paracetamol anión son menores que los valores correspondientes a los complejos formados con el paracetamol neutro.
- Comparación de la remoción de un colorante catiónico mediante carbón activado obtenido de residuos agrícolas y carbón activado comercial(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Sociales y Humanidades., 2023) González Díaz, María Ortencia; May Lozano, Marcos; Domenzain González, José; Elizalde Solís, Octavio; Rivadeneyra Romero, GabrielaEl azul de metileno (AM) es un colorante sintético, catiónico, y de difícil degradación, ampliamente utilizado en la industria textil y también en la farmacéutica. A determinadas concentraciones representa un riesgo para la salud. Su remoción por la mayoría de métodos químicos resulta costosa, una opción que implica un menor costo es mediante adsorción con carbón activado, por lo cual en la presente investigación se realizó una comparación entre la adsorción de AM empleando un carbón activado proveniente de un residuo agrícola (CAA) y un carbón activado comercial (CAC), mediante cinco dosis diferentes de carbón activado para ambos casos y empleando una prueba de hipótesis, teniendo la capacidad de adsorción máxima (qe) como variable de respuesta, obteniendo como resultado que no existe diferencia significativa en el empleo de ambos carbones para la adsorción de AM, siendo el CAA una alternativa eficaz para la remoción del colorante.
- Study of the photocatalytic degradation of the Orange II dye, when titania is doped with Ag and graphene(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2022) May Lozano, MarcosEn este estudio se prepararon catalizadores como TiO₂, Ag/TiO₂, óxido de grafeno/TiO₂, fueron sintetizados por el método sol-gel y calcinados a 450°C. Los catalizadores fueron estudiados analizado la difracción de rayos X, espectroscopia Raman y MEB. Se probaron las propiedades fotocatalíticas en la degradación del colorante Naranja II, usando luz visible. Las muestras tienen estructuras cristalinas con la fase anatasa, y son materiales mesoporosos. En el estudio de MEB se identificaron las láminas de óxido de grafeno y la existencia de partículas de plata sobre las partículas del TiO₂. Además, se propusieron los mecanismos que explican los pasos de la activación de los sitios fotocatalíticos de la titania y se aclaró como la plata y el grafeno evitan la recombinación del hueco-electrón.
- Estudio de la degradación fotocatalítica del colorante Negro 5, con el sistema titania industrial-alcóxido(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2022) May Lozano, Marcos; Mena Calderón, Laura; López Medina, Ricardo; Rojas García, ElizabethEn este estudio se prepararon catalizadores con titania con relaciones molares de TiO₂ industrial/alcóxido = 1, 5, 20, 100 y fueron calcinados a 450°C. Los catalizadores fueron estudiados con la difracción de rayos X, espectroscopia Raman y UV de sólidos. Se probaron las propiedades fotocatalíticas en la degradación del colorante Reactivo Negro 5, usando UV y luz visible. Se puede ver, que con luz UV se obtiene mejor actividad conforme se aumenta la cantidad de alcóxido, pero con luz visible disminuyó la actividad de degradación con el aumento del alcóxido.
- Efecto de la temperatura, tiempo de carbonización, concentración del activador y relación de impregnación en el rendimiento de carbón activado obtenido a partir de residuos de mango (Mangifera indica)(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2022) Regalado Ruíz, Rubén Zamir; Martínez Delgadillo, Sergio Alejandro; May Lozano, Marcos; Bautista Barrera, Jesús Manuel; Yáñez Bringas, Francisco Xavier; Rivadeneyra Romero, GabrielaEl carbón activado (CA) es un adsorbente con amplia gama de aplicaciones en la industria, empleándose para la adsorción de diversos contaminantes en las aguas residuales, tanto de naturaleza inorgánica como orgánica. En esta investigación se determinaron los efectos de los factores: tiempo de carbonización, temperatura de carbonización, concentración del activador (ácido fosfórico) y relación de impregnación sobre el rendimiento del CA empleando como precursor semillas de mango (Mangifera indica), mediante un diseño experimental factorial completo 2⁴. Las condiciones mediante las cuales se obtuvo un mayor rendimiento de CA, fueron: Temperatura, 400°C; Tiempo, 90 minutos; concentración, 60% y relación de impregnación, 1:1. Por otra parte, el CA preparado, adsorbió el 95% de azul de metileno durante los primeros 5 minutos, mientras que después de este tiempo la velocidad de adsorción decreció, alcanzando el equilibrio a los 150 minutos.
- Estudio del Ag/grafeno-TiO₂ en la fotocatálisis de colorantes(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2021) May Lozano, Marcos; Caballero Cruz, Leonardo; Bravo González, Brenda Isabel; Martínez Delgadillo, Sergio AlejandroSíntesis y caracterización de nanopartículas de TiO₂ dopadas con grafeno/Ag y su actividad fotocatalítica en la degradación de Orange II y Black-5. Durante la degradación se utilizaron dos distintas fuentes de luz, luz UV y visible. En este trabajo se preparó titania por el método sol-gel y se dopó con grafeno y plata, posteriormente, fue caracterizada mediante rayos X, Raman y UV de sólidos. Los resultados mostraron que la titania sintetizada se encuentra en la fase cristalina anatasa, tanto en el sólido puro como dopado. Los resultados de las bandas prohibidas son cercanos al valor que presenta la fase anatasa. Los estudios confirman que existe muy poca actividad fotocatalítica cuando se utiliza la titania pura, en presencia de luz visible. Los resultados de las reacciones fotocatalíticas de la degradación del colorante Black 5 y Orange II indican que la degradación fotocatalítica mejora cuando se utiliza el TiO₂-grafeno-Ag con luz visible.
- Degradación fotocatalítica de los colorantes Orange II y Black 5 usando Ag-Eu/grafito-TiO₂(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. División de Ciencias Básicas e Ingeniería., 2021) May Lozano, Marcos; Caballero Cruz, Leonardo; Bravo González, Brenda Isabel; Martínez Delgadillo, Sergio AlejandroSe sintetizó el fotocatalizador Ag-Eu/grafito-TiO₂, primero por el método sol-gel se preparó la titania, después se dopó con grafito (1%) y con Eu y Ag (0.5%). Se estudió el efecto de la presencia de plata y europio en las propiedades fotocatalíticas del Ag-Eu/grafito- TiO₂. Los materiales preparados con TiO₂ presentan la fase cristalina anatasa. Los resultados indican que es bajo el efecto estructural de los materiales de TiO₂ cuando se adiciona grafito, europio y plata. Sin embargo, la diferencias en las propiedades fotocatalíticas fueron muy notables. La mejor actividad fotocatalítica se obtuvo con la luz UV y el colorante con mayor degradación fue el Black 5. Además, los materiales dopados con grafito y metales fueran activos con la luz visible.