Browsing by Author "Casuscelli, Sandra"

Now showing 1 - 20 of 37

Active TiO2 under visible light, as a key material for photoremediation
(2019) Benzaquén, Tamara; Ochoa Rodríguez, Pablo; Casuscelli, Sandra; Elías, Verónica; Eimer, Griselda Alejandra
TiO2 nanoparticles were obtained from a simple sol-gel method, which not involve the use of structure directing agents neither a high final calcination temperature. The solids were characterized by XRD, UV-Vis, N2 adsorption-desorption, and TEM. These materials were tested in photocatalytic degradation of two organic substrates: acid orange acid 7 (AO7) and paracetamol (PCT). LED lamps were used as sources of visible radiation. The parameters evaluated were the final calcination temperature as a post-synthesis treatment, and the presence of iron along carbon. A complete degradation of the two tested pollutants was achieved, using the catalysts modified with iron, carbon, and calcined only at 200 °C. In this way, it was possible to activate the synthetized mesoporous material with visible light, to be applied in an advanced oxidation process, as is heterogeneous photocatalysis.
Análisis de la naturaleza, proporción y fuerza ácida de materiales mesoporosos. Evaluación catalítica
(2018) Vaschetto, Eliana; Gómez, Candelaria; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Dentro de la nanotecnología se encuentran los materiales mesoporosos que presentan la capacidad de ensamblar y organizar componentes inorgánicos y orgánicos en un material único. Estos materiales son potenciales candidatos para una gran variedad de aplicaciones, particularmente, el arreglo hexagonal MCM-41 ofrece oportunidades para ser usados como “estructuras soportes” permitiendo la preparación de nuevos materiales. Así, en este trabajo, se sintetizaron nanocatalizadores MCM-41 “vía convencional” con Aluminio y Boro. Se logró la incorporación del heteroátomo en la red que condujo a la formación de silanoles nido. Estudios manifestaron una acidez de Brønsted muy débil para el caso de los materiales con Al y moderada para los materiales con B. Se sintetizaron también materiales mesoporosos “vía precursores zeolíticos”, demostrándose que la presencia de dominios zeolíticos origina una mayor fuerza ácida. Se compararon las propiedades estructurales y la naturaleza, proporción y fuerza de los sitios ácidos. Se evaluaron estos materiales en la Reacción de Beckmann y se encontró que sólidos con gran proporción de sitios ácidos y acidez de Brønsted débil producen una alta selectividad a Caprolactama y materiales con sitios de acidez fuerte provocan una mayor conversión de ciclohexanona oxiama y gran variedad de productos. De este modo, fue posible generar catalizadores con sitios activos en un cierto rango de fuerza ácida para obtener diferentes productos de interés.
Aplicación del proceso fenton en fase heterogénea para el tratamiento de aguas residuales de origen farmacológico utilizando silicatos SBA-15
(2018) Benzaquén, Tamara; Elías, Verónica; Cánepa, Analía Laura; Ochoa Rodríguez, Pablo; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Silicatos del tipo SBA-15 fueron sintetizados utilizando diferentes fuentes de hierro, incorporando el metal directamente en el gel de síntesis. Se investigó la influencia de las fuentes de hierro sobre las especies metálicas desarrolladas en el soporte. Los sólidos presentaron buen ordenamiento estructural y elevadas áreas, típico de los tamices con ordenamiento hexagonal de largo alcance. Partiendo de igual relación molar Si/Fe 20, se incorporó aproximadamente el mismo porcentaje en peso del metal en los sólidos. El análisis de UV-Vis RD y TPR mostró que el porcentaje relativo de las especies metálicas desarrolladas en los materiales fueron diferentes según la fuente de hierro usada. Los materiales sintetizados se evaluaron con el proceso de Fenton en fase heterogénea aplicado a la degradación de soluciones acuosas de un fármaco comercial, el paracetamol. Dependiendo de la dispersión y del tamaño de las diferentes especies de hierro, los nanocompuestos mostraron diferentes comportamientos catalíticos. Los resultados mostraron que el catalizador sintetizado con sulfato férrico presentó la mejor actividad en la degradación de paracetamol (98% en 120 minutos de reacción). La alta actividad de este material se pudo adjudicar a iones Fe3+ presente en nanoclusters superficiales fuertemente anclados en el soporte. Utilizando este catalizador sintetizado con sulfato férrico, se determinó la influencia del pH y la concentración inicial del catalizador en el proceso de degradación del contaminante. La máxima degradación del contaminante (87% en 120 minutos de reacción) se obtuvo para un pH=4 y una concentración inicial de catalizador de 1 g L-1. Además, bajo estas condiciones se logró una reducción apreciable de la lixiviación de las especies de hierro del catalizador.
Degradación de glifosato mediante nanocatalizadores mesoporosos a partir de oxidación húmeda con aire.
(2018) Vaschetto, Eliana; Elías, Verónica; Sicardi, Melina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
La contaminación del agua ha aumentado en los últimos años debido al uso excesivo de agroquímicos. El glifosato (herbicida) posee gran solubilidad en agua, esto facilita su difusión a aguas subterráneas. Los procesos avanzados de oxidación, entre ellos “oxidación húmeda”, son propuestos como una alternativa de degradación de glifosato en medios acuosos. Los nanomateriales mesoporosos sustituidos con heteroátomos, aparecen como soportes catalíticos muy prometedores. Así, en este trabajo, se plantea la síntesis de sólidos mesoporosos modificados con hierro, boro y aluminio para degradar soluciones acuosas de glifosato mediante procesos de oxidación húmeda catalítica con aire. Los resultados obtenidos fueron una degradación de glifosato del 80% utilizando el material con Fe, mientras que con B y Al no se produjo degradación del herbicida. Así, mediante el uso de catalizadores mesoporosos con Fe y sumado a condiciones de reacción suaves, se puede lograr un menor impacto ambiental y mayor sustentabilidad en el proceso de degradación de glifosato.
Dióxido de titanio autodopado, obtenido a partir de una ruta simple de síntesis, fotoactivo bajo luz visible
(2019) Ochoa Rodríguez, Pablo; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Nanopartículas de TiO2 fueron obtenidas a partir un método simple de síntesis sol-gel. Los sólidos sintetizados fueron caracterizados mediante DRX, espectrofotometría UV-Vis, adsorción-desorción con nitrógeno, y TEM. Los estudios permitieron confirmar la naturaleza mesoporosa de todas las muestras y la existencia de una fase cristalina constituida únicamente por anatasa. Dado que no fue empleado un agente plantilla durante la síntesis, no fue necesario someter los catalizadores a tratamientos finales con elevadas temperaturas. No obstante, se estudió el efecto de la temperatura de calcinación en la performance fotocatalítica de los materiales, en términos de la degradación del ácido naranja 7 (AO7) en solución acuosa bajo luz visible LED. Se demostró que la ausencia de calcinación permite que el sólido permanezca autodopado con especies de carbono, las cuales provienen de la misma fuente utilizada para el titanio, y serían las responsables de la absorción hacia longitudes de onda correspondientes al rango visible del espectro. Además, pudo determinarse que a 200 °C mejora la actividad fotocatalítica, dado que logra retardarse la recombinación electrón/hueco positivo y más carbono ingresa a la matriz. De esta manera, fueron precisadas las condiciones óptimas para obtener un material mesoporoso susceptible de ser activado bajo luz visible.
Dióxido de titanio mesoporoso como fotocatalizador en el tratamiento de aguas contaminadas
(2018) Ochoa Rodríguez, Pablo; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
En el marco de la búsqueda de tecnologías alternativas que permitan tratar aguas contaminadas con compuestos orgánicos recalcitrantes, surgen los Procesos Avanzados de Oxidación como solución prometedora. El fundamento de la técnica es lograr generar en el medio acuoso especies radicalarias de alto poder oxidante, que ataquen a las sustancias contaminantes, a partir de la excitación con energía de un semiconductor [1]. En este sentido fueron sintetizados materiales de TiO2 para ser empleados en reacciones de degradación fotocatalítica del ácido naranja 7 (AO7), contaminante presente en efluentes provenientes de la industria textil. La síntesis siguió el método sol-gel en condiciones ácidas y con tratamiento hidrotérmico a 85°C, usando butóxido de titanio como fuente del metal, y Pluronic P123 como agente director de estructura. Los materiales fueron caracterizados a través de difracción de rayos X, adsorción-desorción con nitrógeno, espectrometría UV-Vis, TEM y SEM. Los catalizadores resultaron ser mesoporosos, tener una estructura cristalina compuesta solamente por anatasa, y presentar un área específica de 97 m2/g (superior al TiO2 comercial) con 7nm de tamaño de poro. Se puede observar un arreglo uniforme y definido de poros, con partículas visiblemente esféricas. Para las reacciones, se utilizó un reactor tubular de vidrio batch, aireado y refrigerado, irradiado desde sus laterales por cuatro lámparas UV-Vis de 20 W cada una. Al cabo de cinco horas del ensayo se logró una degradación completa (100%) del AO7, alcanzando un 90% de mineralización.
Estructura, morfología y acidez de nanomateriales biestructurados meso-macroporoso
(2018) Vaschetto, Eliana; Sicardi, Melina; Dinamarca, Robinson; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Los catalizadores biestructurados con Aluminio se prepararon con éxito usando precursores zeolíticos. Los cationes de tetrapropilamonio se usaron como agente director de estructura en la solución precursora. El ensamblaje de la especie microporosa se llevó a cabo utilizando bromuro de cetiltrimetilamonio como agente tensioactivo de la estructura mesoporosa. Los nanomateriales se caracterizaron por XRD, adsorción desorción de N2, ICP-OES, SEM, TEM e IR-TF. Se lograron sintetizar, por una parte, estructuras del tipo MCM-41, con arreglo hexagonal de canales altamente ordenado, elevados valores de área específica y alta regularidad estructural. También se pudieron preparar catalizadores biestructurados, donde predominó la fase mesoporosa con segregación de cristales zeolíticos. Por otra parte, también se encontraron estructuras netamente zeolíticas, evidenciada por DRX, TEM y SEM. El procedimiento de síntesis empleado permitió la incorporación del heteroátomo en la red que condujo a la formación de silanoles nido en sitios de defectos estructurales, evidenciada por IR-TF. Estudios de adsorción-desorción de piridina seguidos por IR-TF manifestaron una acidez de Brønsted muy débil para el caso de los materiales MCM-41 asociada a estos silanoles nido. Se demostró que la presencia de dominios microporosos originó una mayor fuerza ácida. Se compararon las propiedades estructurales, morfología y la naturaleza, proporción y fuerza de los sitios ácidos generados en las estructuras sintetizadas. Así, fue posible generar nanomateriales con un cierto rango de fuerza ácida como materiales potenciales para procesos catalíticos para obtener diferentes productos de interés industrial.
Estudio de la estabilidad de las especies de hierro en tamices mesoporosos SBA-15 desarrollados para su aplicación en procesos avanzados de oxidación
(2016) Elías, Verónica; Vaschetto, Eliana; Ochoa Rodríguez, Pablo; Pecchi, Gina; Huck-Iriarte, Cristián; Andrini, Leandro; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Silicatos Fe/SBA-15 se sintetizaron por el método de impregnación húmeda. Se evaluó la influencia de dos solventes (agua y etanol) y de dos temperaturas de calcinación (350 y 500 °C). Los sólidos se caracterizaron por difracción de rayos X a alto ángulo, dispersión de rayos X a bajo ángulo, adsorción/desorción de N2, microscopia de barrido electrónico con análisis de EDS y espectroscopia de UV-Vis con reflectancia difusa. Se determinó que la temperatura de calcinación no tuvo una marcada influencia en las especies de hierro formadas en los soportes silíceos y que el solvente influyó notablemente en el tamaño de las mismas. Al utilizar etanol, las especies de óxido de hierro de menor tamaño, resultaron mayormente dispersas en el interior de los canales. Para determinar la posibilidad de uso de los sólidos en procesos Fenton heterogéneos aplicados a la degradación de contaminantes orgánicos en agua, se estudió la resistencia al lixiviado de las especies de hierro depositadas en la matriz SBA-15 en función del pH de las soluciones (2,8; 3,5; 5,0). Los sólidos fueron notablemente estables a pH de 3,5 o superior, por lo que serían aptos para su futuro uso como catalizadores, siempre que las soluciones tengan una acidez media.
Estudio de la modificación, con hierro, del dióxido de titanio mesoporoso para ser aplicado en la degradación acuosa del ácido naranja 7
(2017) Ochoa Rodríguez, Pablo; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Se llevó a cabo la síntesis de dióxido de titanio (TiO2) mesoporoso siguiendo el método sol gel. Posteriormente, el material fue modificado con distintas cargas de hierro, a través del método de impregnación húmeda. Todos los sólidos fueron puestos a prueba en la degradación acuosa fotocatalítica del ácido naranja 7 (AO7), contaminante presente en efluentes de la industria textil. El tipo de tecnología empleado responde a los Procesos Avanzados de Oxidación. Los materiales fueron caracterizados mediante las técnicas de difracción de rayos X (DRX), adsorción – desorción con nitrógeno, y espectrofotometría UV-Vis. Los resultados permitieron corroborar que la matriz sintetizada presenta naturaleza mesoporosa, que la estructura cristalina está compuesta por la fase anatasa, y que a medida que aumenta la carga de hierro sobre la matriz, es mayor el desplazamiento de absorción hacia longitudes de onda cercanas al rango visible del espectro electromagnético. El material más activo resultó ser aquél impregnado con 0,1%P/P de hierro. Con el mismo, bajo radiación visible, se logró alcanzar una degradación y mineralización del contaminante, del orden del 54% y 34% respectivamente.
Estudio de la pureza óptica de citronelal presente en los aceites esenciales obtenidos de citronela y de eucalipto citriodora
(2015-08-01) Zambón, Silvia N.; Chamorro, Ester; Casuscelli, Sandra
El objetivo del trabajo fue conocer la pureza óptica del citronelal presente en los aceites esenciales de citronela (Cymbopogon nardus (L.) Rendle) y eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora Hook), midiendo la rotación óptica específica. Los aceites esenciales se extrajeron por destilación por arrastre con vapor de agua a partir de variedades botánicas autenticadas. El citronelal, de ambos aceites esenciales fue separado por destilación fraccionada al vacío y el de Eucalyptus citriodora debió luego purificarse químicamente antes de realizar la medición de la rotación óptica específica. La identificación de los componentes de los aceites esenciales y la cuantificación del citronelal se realizaron por cromatografía gaseosa. La rotación óptica específica se determinó utilizando la Norma IRAM-SAIPA Nº18507-2002. En este estudio se obtuvo aproximadamente 95% de (+)-citronelal a partir de citronela, mientras que el citronelal del eucalipto citriodora es prácticamente racémico, lo cual está acuerdo con información de la literatura.
FE/SBA-15 mesoporous materials as photo-fenton catalyst for azo-dyes degradation
(2017) Elías, Verónica; Ochoa Rodríguez, Pablo; Vaschetto, Eliana; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
The photo-Fenton processes are included in the Advanced Oxidation Processes (AOPs) which are efficient for the treatment of waste water affected by organic pollutants. This process involves the use of Fe ions as catalyst to activate hydrogen peroxide (H2O2) decomposition in order to generate hydroxyl radicals (OH*) which are able to degrade organic molecules in aquatic systems under ambient conditions [1]. The Fe salts often used as the metal source are soluble in water, and the Fenton process is usually in homogeneous phase. Nevertheless, this process has the inconvenient of the low operation pH (3) and the difficulty for the recovery of Fe from the generated sludge that need further treatments. Then, the immobilization of Fe species on solids supports result as an attractive option to developed Fenton catalysts in heterogeneous phase. In this sense, materials with porous structures as SBA-15 silicates have attracted increasing interests as supports due to their high specific surface and pore volume [2]. In this work the SBA-15 support was modified with Fe by a simple method (wet impregnation) using a solution of Fe(NO3) 3.9H2O in ethanol. After eliminate the solvent in a rotary evaporator the solid was calcined a 350 oC for 3 h. The metal concentration for the impregnating solution was chose in order to reach an Fe load of 2.5 % wt. The solid was test as catalyst for the Acid Orange 7 (AO7) degradation under UV-vis radiation and using a stoichiometric concentration of H2O2. Under the pH of operation (3.5) it was not observed a considerable Fe lixiviation, confirming that the process is under heterogeneous phase. An almost total AO7 and H2O2 degradation was observed after 5 h of radiation. For its part, a high mineralization was also observed (81 %) which indicate the efficiency for the tested catalyst. From the solid characterization by XRD, UV-Vis DR, N2 physisorption and TPR, it was found that the high surface of the regular structured SBA-15 support was just slightly modified by the Fe presence, and a high dispersion of the metal was allowed. Thus, it could be concluded that the high dispersed Fe ions anchored in the SBA-15 surface are responsible for the activity and stability of the catalyst. Then, the catalyst was recovered from the aqueous medium an evaluated in a second catalytic cycle, reaching the same mineralization percentage. This result was other evidence of the high catalyst stability confirming that the process is in heterogeneous phase. Finally, this active catalytic reactivity for the synthetized solid, in addition with the observed stability, provide a great advantage for the proposed photo-Fenton process using a heterogeneous catalyst over the classic homogeneous Fenton process.
Fragmentación de glifosato en agua mediante oxidación catalítica con aire bajo condiciones ambiente
(2019) Vaschetto, Eliana; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Uno de los fosfonatos más importantes que es ampliamente utilizado en todo el mundo es la N-fosfonometilglicina (C3H8NO5P), conocida como glifosato. Éste es un herbicida de amplio espectro, utilizado para eliminar las malezas que compiten con los cultivos comerciales. En Argentina, el uso de herbicidas a base de glifosato aumentó dramáticamente desde la introducción de cultivos resistentes a este herbicida, como la soja transgénica y el maíz resistente. La gran solubilidad en agua de estas sustancias hace que, cuando se aplican en el suelo, se puedan difundir a aguas superficiales o subterráneas generando una gran contaminación. En este contexto, los procesos avanzados de oxidación se proponen como una alternativa de degradación muy prometedora para este tipo de compuestos en medio acuoso. Los procesos de oxidación húmeda con aire u O2 tienen potencial para degradar contaminantes tóxicos orgánicos y/o refractarios, pero a altas temperaturas (~ 180-350 °C) y presiones (~ 20-200 atm). Se ha demostrado que la adición de un catalizador sólido al sistema puede promover la formación de radicales en la superficie, acelerar la velocidad de reacción y mejorar la eficiencia, reduciendo drásticamente la severidad de las condiciones de operación y por lo tanto los altos costos del proceso. Así, los procesos de adsorción, fotodegradación y biodegradación de los fosfonatos, que utilizan catalizadores modificados con metales favorecen la formación de complejos mejorando su eficiencia. En este contexto, los silicatos mesoporosos como SBA-15 aparecen como soportes catalíticos muy prometedores debido a su estructura porosa uniforme, alta área específica y la posibilidad de modificar químicamente su superficie con funciones específicas. En este trabajo se desarrollaron sólidos mesoestructurados modificados con diversos contenidos de hierro para degradar eficientemente soluciones acuosas de glifosato mediante oxidación húmeda catalítica, bajo condiciones de presión atmosférica y temperatura ambiente. Se lograron degradaciones del orden del 80%.
Fragmentación de glifosato mediante oxidación húmeda catalítica con nanomateriales mesoporosos
(2018) Vaschetto, Eliana; Sánchez Faba, Edgar M.; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
El uso excesivo de agroquímicos ha aumentado la contaminación del agua en los últimos años. El herbicida glifosato posee gran solubilidad en agua, esto facilita su difusión a aguas subterráneas. Los procesos avanzados de oxidación, entre ellos “oxidación húmeda”, son propuestos como una alternativa de degradación de glifosato en medios acuosos. Los nanomateriales mesoporosos sustituidos con heteroátomos, aparecen como soportes catalíticos muy prometedores. Así, en este trabajo, se plantea la síntesis de sólidos mesoporosos modificados con hierro, boro y aluminio para degradar soluciones acuosas de glifosato mediante procesos de oxidación húmeda catalítica con aire. Los resultados obtenidos fueron una degradación de herbicida del 80% utilizando el material con Fe, mientras que con B y Al no se produjo degradación de glifosato. Así, mediante el uso de catalizadores mesoporosos con Fe y sumado a condiciones de reacción suaves, se puede lograr un menor impacto ambiental y mayor sustentabilidad en el proceso de degradación de glifosato.
Ibuprofen degradation under led visible light, using self doped carbon mesoporous TiO2
(2020) Ochoa Rodríguez, Pablo; Maffei, María de los Ángeles; Escalante, Candelaria; Benzaquén, Tamara; Eluani, Sebastián; Cuello, Natalia; Casuscelli, Sandra; Elías, Verónica; Eimer, Griselda Alejandra
Nanopartículas de TiO2 se obtuvieron de un método simple de síntesis sol-gel. Los sólidos sintetizados se caracterizaron por XRD, espectroscopía UV-Vis DR, adsorción-desorción con N2 y TEM. Los estudios permitieron confirmar la naturaleza mesoporosa de todas las muestras y la existencia de una fase cristalina que consiste en anatasa pura. Como no se usó un agente molde durante la síntesis, no fue necesario someter los catalizadores a tratamientos finales con altas temperaturas. Sin embargo, se estudió el efecto de la temperatura de calcinación sobre el rendimiento fotocatalítico de los materiales, en términos de la degradación del ibuprofeno (IBF) en solución acuosa bajo luz LED visible. Se confirmó que la ausencia de calcinación permite que el sólido permanezca auto-dopado con especies de carbono, que provienen de la misma fuente utilizada para el titanio, y sería responsable de la absorción hacia las longitudes de onda correspondientes al rango visible del espectro. Además, podría determinarse que a 200 ° C mejora la actividad fotocatalítica, ya que la recombinación positiva electrón / agujero se retrasa y entra más carbono en la matriz. De esta manera, se especificaron las condiciones óptimas para obtener un material mesoporoso capaz de ser activado bajo luz visible.
Influencia de la variación de parámetros de síntesis en la optimización de la producción de monoglicéridos para la revalorización de glicerol
(2016) Crivello, Mónica Elsie; Eimer, Griselda Alejandra; Sarmiento, Víctor Santiago; Casuscelli, Sandra; Bálsamo, Nancy Florentina
La catálisis heterogénea propone procesos eco-compatibles debido a que los catalizadores sólidos utilizados son fácilmente removibles por simple filtración o centrifugación de la mezcla de reacción, y a su selectividad, que minimiza la generación de subproductos. Los hidróxidos dobles laminares son arcillas aniónicas sintéticas, las mismas se obtienen de forma sencilla y a bajo costo que presentan importantes aplicaciones tanto como precursores catalíticos o soportes. La calcinación de dichos compuestos, desde 450 °C, produce óxidos metálicos mixtos. Tanto los precursores como sus óxidos poseen propiedades básicas que pueden aumentarse incorporando un tercer metal a la estructura, como, por ejemplo, litio. El biodiesel posee las ventajas de ser considerado un complemento de los combustibles de petróleo. Pero el crecimiento planteado a nivel mundial y local respecto al aumento de la producción de biodiesel, está generando una sobreabundancia de glicerol (subproducto del biodiesel). Este escenario está provocando una caída progresiva en los precios del mismo y dando lugar a una preocupación medioambiental por su exceso. El propósito de este trabajo es optimizar la formación selectiva de monoglicéridos mediante la reacción de transesterificación de glicerol con estearato de metilo utilizando como catalizadores óxidos mixtos derivados de hidróxidos dobles laminares con diferentes contenidos de Li incorporado.
Influencia del contenido de Fe en la actividad catalítica de silicatos mesoporosos SBA-15 aplicados a procesos foto-Fenton para la degradación de colorantes azoicos
(2017) Elías, Verónica; Ochoa Rodríguez, Pablo; Vaschetto, Eliana; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
Se sintetizaron silicatos mesoporosos con estructura SBA-15 modificados con Fe por un método postsíntesis simple y rápido. La regularidad estructural se determinó por DRX a bajo ángulo y por fisisorción de N2. Las técnicas de UV-Vis RD y TPR fueron utilizadas para analizar las diferentes especies de Fe desarrolladas en función de la carga metálica depositada. Todos los materiales se evaluaron en la degradación del colorante azoico (AO7) por un proceso foto-Fenton bajo radiación UV-Vis y utilizando H2O2. Se encontró que a pH de 3,5 los materiales fueron estables al lixiviado del metal y todos alcanzaron elevadas degradaciones de AO7 y de H2O2. No obstante, un incremento en la carga del metal desde 1 al 2,5 %p/p provocó un marcado aumento en la mineralización, en tanto que esto no se observó para cargas mayores (5 y 10 % p/p). Esto permitió inferir que las especies aisladas de Fe serían las activas en el proceso y se desarrollan en lo materiales para cargas de hasta 2,5 %p/p. Mayores cargas provocan la segregación de estas especies aisladas desde el interior de los canales hacia la superficie externa generando nanopartículas de óxidos de mayor tamaño que son menos eficientes catalíticamente.
Materiales mesoporosos SBA-15 modificados con hierro para la degradación de residuos farmacológicos presentes en aguas residuales
(2017) Elías, Verónica; Ochoa Rodríguez, Pablo; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
farmacéuticos pueden encontrarse en efluentes acuosos causando efectos adversos sobre los organismos vivos presentes, razón por la que son considerados contaminantes ambientales. Particularmente, se han encontrado en el medioambiente concentraciones de hasta 200 ppm de Ibuprofeno (IBU), un antiinflamatorio no-esteroideo de elevado consumo. La parcial degradación de esta sustancia por oxidación biológica resulta en una serie de subproductos que producen un elevado riesgo ecológico. Buenos resultados en la remoción de este tipo de sustancias se han alcanzado al aplicar los llamados “Procesos Avanzados de Oxidación” (PAOs). Dentro de éstos, los procesos foto-Fenton involucran la presencia y reactividad de especies altamente oxidantes (OH)* que se generan de la reacción entre el hierro y un oxidante inocuo como es el peróxido de hidrógeno, dando lugar a un incremento en la biodegradabilidad de los efluentes tratados. No obstante, los procesos homogéneos traen aparejados los inconvenientes de tener que aplicar operaciones con costos adicionales para remover el hierro disuelto. En este trabajo se sintetizaron silicatos con estructura SBA-15 modificados con hierro mediante incorporación de nitrato férrico en el gel de síntesis (Fe-SBA-15(20)). Luego, el catalizador se impregnó con Ti, para evaluar el efecto de incorporar un segundo metal sobre la actividad y estabilidad del catalizador (TiO2/Fe-SBA-15(20)). Los sólidos (1 g/L) se evaluaron en la degradación foto-Fenton de IBU (concentración inicial 20 ppm) utilizando radiación UV-Vis y peróxido de hidrógeno como oxidante (concentración inicial 76 ppm). El pH del medio (500 mL) se ajustó a 3.5 para incrementar la eficiencia del proceso. Luego de 5 h de reacción se alcanzaron conversiones de IBU del 44 % y del 77 % cuando se evaluaron los sólidos Fe-SBA-15(20) y TiO2/Fe-SBA-15(20), respectivamente. Esto indicaría que en presencia de Ti la actividad adicional observada podría deberse al proceso fotocatalítico. Se evaluó el lixiviado del metal hacia el medio de reacción, determinando la concentración de hierro por el método colorimétrico. No se encontraron concentraciones apreciables del mismo lo que dio lugar a descartar un aporte significativo del proceso homogéneo en los resultados observados.
Mesoporous materials for glyphosate degradation in water through catalytic wet air oxidation
(2017) Vaschetto, Eliana; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
In recent decades, pollution of water resources has grown mainly due to inadequate treatment of industrial waste and excessive use of agrochemicals [1]. Currently the world consumption of agrochemicals is 4.6 million tons per year. In Argentina, herbicides account for 64% of the total agrochemicals market. Within them, glyphosate is a broad-spectrum herbicide and it is the main active ingredient in commercial formulations. The great solubility of this substance in water causes that, when they are applied on the ground, they can diffuse towards groundwater generating a severe contamination. In this context, the advanced oxidation processes, among them "catalytic wet air oxidation", are proposed as an alternative of degradation of glyphosate in aqueous media [2]. They are based on the formation of reactive chemical species, such as hydroxyl radicals, which are oxidizing agents capable of degrading the most resistant molecules. Although there are reports that employing this type of oxidation process, the use of high pressures and high temperatures are reported in most works [3]. In this context, mesoporous materials such as SBA-15 and MCM-41 substituted with transition metals appear as very promising catalytic supports because of their structure, high specific area and pore volume, which make it suitable for use in degradation of pollutants. Thus, in this work the use of nano-structured mesoporous solids modified with iron and aluminum is proposed to degrade glyphosate in aqueous solutions by catalytic wet air oxidation process. Fe-SBA-15 and Al-MCM-41 [4] materials with a Si/Fe or Al molar ratio = 20 and the pure siliceous matrix were catalytically evaluated in a fixed-bed reactor at room temperature and pressure. An aqueous solution of glyphosate of 15 ppm at a contact time of W/F = 40 gh/mol (g of catalyst on glyphosate feed rate) was fed with a TOS (time on stream) of 15 min. The reaction samples were analyzed by ion chromatography (Thermo Scientific ICS-1100 Dionex). The obtained results showed an 80% of glyphosate degradation, obtaining phosphate, nitrate and nitrite ions when the Fe-SBA-15 material was used. When Al-MCM-41 and pure siliceous matrix were evaluated, there was no degradation of glyphosate. Thus, these materials could be considered as not catalytically active for the tested reaction. Meanwhile, by replacing the Si by Fe in the material (Fe-SBA-15) the degradation of the pollutant molecule could be achieved. Thus, adding an iron source in the synthesis gel, an active material was developed. So, employing a solid catalyst such as Fe-SBA-15 for the catalytic wet air oxidation the degradation of glyphosate was achieved at soft reaction conditions resulting in lower environmental impact and operating costs and increasing the sustainability of the process.
Método simple de síntesis de dióxido de titanio modificado para ser empleado en procesos de remediación ambiental
(2018) Ochoa Rodríguez, Pablo; Benzaquén, Tamara; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Elías, Verónica; Eimer, Griselda Alejandra
Con el propósito de aplicar Procesos Avanzados de Oxidación en el tratamiento de contaminantes orgánicos en agua, se sintetizaron materiales nano-estructurados de dióxido de titanio (TiO2) para ser utilizados como fotocatalizadores. Se estudiaron dos métodos de síntesis, bajo los cuales se obtuvieron dos sólidos de titania: MT1 y MT2. En el segundo método se prescindió del agente director de estructura y de la calcinación final. Ambos materiales fueron evaluados en los ensayos de degradación del ácido naranja 7. Los estudios de caracterización demostraron que los sólidos son mesoporosos, y constituidos completamente por una estructura cristalina interna de anatasa. Los análisis mediante espectrofotometría UV-Vis permitieron visualizar que MT2 absorbe a longitudes de onda mayores a 400 nm. Al cabo de cinco horas de reacción bajo luz visible, este sólido permitió alcanzar una degradación del contaminante del orden del 96%. En tanto, que con MT1 se obtuvo un 27%. La mejora en la actividad catalítica de MT2 respecto a MT1 se atribuye a la presencia de especies fotosensibilizadoras de carbono en el sólido, producto de no aplicar el paso de calcinación a 450°C. El nivel de mineralización del contaminante fue del orden del 30% con MT2, superando el 11% obtenido con MT1.
Modificación de SBA-15 con metales para su evaluación en la degradación de glifosato mediante procesos de oxidación húmeda
(2018) Vaschetto, Eliana; Elías, Verónica; Ferrero, Gabriel; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandra
La “oxidación húmeda”, enmarcada dentro de los Procesos Avanzados de Oxidación, es una alternativa propuesta para la degradación de glifosato en medios acuosos (herbicida de gran solubilidad en agua). Los nanomateriales mesoporosos sustituidos con heteroátomos, aparecen como soportes catalíticos muy prometedores para llevar a cabo este proceso. Así, en este trabajo, se sintetizaron con éxito catalizadores nanoestructurados de tipo SBA-15 puros y modificados con hierro y cobalto. Los materiales se caracterizaron por Difracción de Rayos X, Adsorción de Nitrógeno, Microscopía Electrónica de Transmisión, Espectroscopia de Emisión Atómica con plasma acoplado inductivamente y Espectrometría de UV-Visible con Reflectancia Difusa. Estos sólidos se evaluaron en la reacción de degradación de glifosato a través de oxidación húmeda catalítica con aire como fuente de oxígeno. Las condiciones de reacción fueron extremadamente suaves, presión atmosférica y temperatura ambiente. Los productos de reacción se analizaron por cromatografía iónica e incluyeron: iones de acetato, nitrato, nitrito y fosfato. La estabilidad del catalizador y la posibilidad de reciclaje también fueron estudiadas. Se encontró que los iones hierro y cobalto presentes en los sólidos sintetizados pueden formar complejos con el glifosato, aunque solo el catalizador Fe-SBA condujo a la fragmentación del herbicida. El material Co-SBA actuó como adsorbente del herbicida, pero no fue activo para lograr la degradación del mismo. Mediante estos resultados, se propone que el catalizador modificado con hierro puede formar un complejo Fe-glifosato capaz de ser activado por el oxígeno (aportado por el flujo de aire) generando intermediarios oxohierro que promoverían la degradación del herbicida evidenciado por la aparición de iones de cadena corta, menos tóxicos y más biodegradables, bajo condiciones de reacción ambientes, lográndose una degradación del orden del 80%. Para analizar la estabilidad del catalizador y la posibilidad de reciclado, se llevaron a cabo tres experimentos de reutilización del material Fe-SBA. La degradación del glifosato mostró el mismo comportamiento en los tres ciclos catalíticos, lo que demostró su actividad intacta con el tiempo de uso.

Browsing by Author "Casuscelli, Sandra"

SECRETARÍAS

ENLACES UTN

ENLACES EXTERNOS