División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Degradación de cianuro en soluciones sintéticas características del proceso de post-lixiviación de plata mediante fotocatálisis heterogénea con vanadato de bismuto: efecto del ozono y co-catalizadores cianometálicos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025) Vargas Rueda, Johan AndrésLa implementación a gran escala de procesos de oxidación avanzada en el tratamiento de aguas residuales requiere una mayor comprensión de los mecanismos subyacentes. Hasta el momento, el comportamiento de las nanopartículas de TiO₂ en la degradación de contaminantes orgánicos e inorgánicos ha sido objeto de extensas investigaciones. No obstante, su principal limitante es la foto-activación del catalizador mediante radiación ultravioleta. Una alternativa ha sido el dopaje del TiO₂ mediante la incorporación de diferentes átomos metálicos o elementos no metálicos como el nitrógeno y carbono, favoreciendo la absorción de fotones en el espectro visible. También, como material emergente fotocatalítico, se ha investigado al compuesto ternario de vanadato de bismuto (BiVO₄), producto de sus propiedades fisicoquímicas, tales como su alta absorción en el espectro visible, así como sus propiedades texturales y de transporte eléctrico en función de su tamaño y morfología. Aun así, la eficiencia fotocatalítica del BiVO₄ se ve limitada por la rápida recombinación de los pares electrón-hueco, lo que restringe la movilidad de los portadores de carga hacia la superficie del material. Una alternativa es la implementación de técnicas híbridas que integran el uso de ozono en presencia del BiVO₄ activado mediante irradiación electromagnética. Este enfoque potencia las propiedades altamente reactivas del ozono, el cual actúa simultáneamente como un potente agente oxidante y una especie electrofílica, lo que a su vez le permite interactuar con los electrones fotogenerados en la banda de conducción del catalizador. Esta interacción favorece la generación de especies reactivas intermedias esenciales para la degradación eficiente de contaminantes. Otra estrategia viable para inhibir la recombinación de los portadores de carga es la incorporación de co-catalizadores en el BiVO₄ en procesos de fotocatálisis heterogénea, prescindiendo del uso de ozono. La integración de compuestos sólidos coordinativos de cianuro, enlazados con metales de transición como hierro y cobalto, permitió la modificación superficial del 𝐵𝑖𝑉𝑂₄ con especies de la forma 𝑀𝑎[𝑀𝑏 (𝐶𝑁)6]𝑦, donde 𝑀 representa el catión metálico de naturaleza divalente o trivalente. Además, la presencia de los compuestos cianometálicos actúan como centros activos para la transferencia de carga, favoreciendo la generación de especies reactivas y mejorando la selectividad del proceso. La presente investigación se centró en el análisis de la fotocatálisis heterogénea utilizando co-catalizadores acoplados al BiVO₄, así como en la ozonización fotocatalítica heterogénea con BiVO₄, como estrategias para la degradación del cianuro. Estos métodos avanzados de oxidación ofrecen un enfoque prometedor para mitigar los riesgos ambientales y de salud asociados con la presencia de cianuro; particularmente en aguas residuales provenientes de actividades industriales. El cianuro es uno de los compuestos químicos más empleados en la industria hidrometalúrgica, a pesar de que se le clasifica como un contaminante inorgánico recalcitrante debido a su notable toxicidad y elevada estabilidad en el medio ambiente. Por ello, este estudio se enfocó en evaluar la eficiencia de degradación de cianuro en matrices acuosas que contienen especies metálicas como plata, cobre, hierro, plomo y zinc. Para ello, se utilizaron soluciones sintéticas que representan las características de los efluentes generados durante los procesos de post-lixiviación de plata en la Compañía Minera Real del Monte y Pachuca, S.A.