Desarrollo, Producción e Innovación en la Investigación científica
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Item Síntesis de dióxido de titanio mesoporoso, modificado con hierro y cobre, para ser aplicado en la degradación fotocatalítica del ácido naranja 7(207) Ochoa Rodríguez, Pablo; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda AlejandraPor el método de sol gel fueron sintetizados nanomateriales de dióxido de titanio (TiO2) que fueron modificados, mediante impregnación húmeda, con distintas cargas de hierro y cobre. Se realizó un estudio de caracterización mediante espectrometría UV-Vis, difracción de rayos X, y adsorción – desorción con nitrógeno a la matriz pura. Los sólidos impregnados con hierro fueron puestos a prueba en la degradación fotocatalítica del colorante azoico ácido naranja 7 (AO7) bajo radiación UV-Vis y Vis. En tanto que los materiales con cobre, sólo bajo luz visible. Los resultados de la caracterización dieron cuenta de la presencia de fase anatasa en la estructura cristalina de todas las muestras, de la naturaleza mesoporosa de la matriz, y de la mejor capacidad de absorción de los sólidos a medida que el contenido metálico se incrementó (desplazamiento de la absorción hacia mayores longitudes de onda, espectro visible). Se determinó que impregnar la matriz con tan sólo 0,1% P/P de hierro mejora la actividad catalítica, en relación a la presentada por el sólido sin modificar, ya sea se utilice radiación visible o UV-Vis. No pudo demostrarse lo mismo en los materiales con cobre, donde la actividad resultó ser menor o similar en comparación a la matriz.Item 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 AlejandraSe 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.Item Remediación ambiental utilizando dióxido de titanio modificado, como fotocatalizador activo bajo luz visible(2019) Ochoa Rodríguez, Pablo; Elías, Verónica; Vaschetto, Eliana; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda AlejandraNanopartículas de TiO2 fueron sintetizadas empleando el método sol-gel sin usar un agente plantilla. Este método posibilitó evitar elevadas temperaturas de calcinación final. Prescindir de esta etapa conlleva que el sólido retenga trazas de carbono, provenientes de la misma fuente de titanio, capaces de ejercer un efecto fotosensibilizador que permite que luego absorba radiación de mayores longitudes de onda. Los materiales fueron evaluados en procesos de oxidación avanzada que utilizan luz visible, proveniente de módulos LED, particularmente en procesos fotocatalíticos heterogéneos aplicados en la degradación del colorante Ácido Naranja 7 (AO7). Se encontró que la presencia de las especies carbonosas fue un factor ventajoso. En este sentido, cuando este material se calcinó a 400°C se perdió todo el carbono presente, y la actividad del material disminuyó notablemente. Para estudiar el efecto de la presencia tanto de hierro como de carbono en la matriz de titania, fueron sintetizados los mismos materiales modificados con dicho metal. Los resultados de la caracterización confirmaron la mesoporosidad de los sólidos y la presencia de la fase anatasa. Pudo observarse que con el catalizador tratado a 200°C, y dopado con hierro y carbono, la degradación alcanzada fue la máxima observada (97%). Esto pudo atribuirse a la mayor difusión del carbono hacia la matriz, que junto a la presencia del hierro resultan en la marcada reducción del band gap del material. Por su parte, la calcinación a 400ºC promueve la expulsión del no metal, observándose la pérdida de actividad del material por la ausencia de este elemento.Item 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 AlejandraNanopartículas 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.Item 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 AlejandraCon 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.Item Dióxido de titanio mesoporoso como fotocatalizador en el tratamiento de aguas contaminadas(2018) Ochoa Rodríguez, Pablo; Elías, Verónica; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda AlejandraEn 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.