Avaliação multivariada de um fotocatalisador dopado com nanopartículas de prata para a degradação de compostos orgânicos em uma amostra de efluente

Autores

DOI:

https://doi.org/10.56183/iberotecs.v3i1.586

Palavras-chave:

Biotecnologia, Fotocatálise Heterogênea, Fotólise, Luz Ultravioleta (Uvc), Espectrometria de Infravermelho (Ir)

Resumo

Foi avaliada a atividade fotocatalítica de um fotocatalisador dopado com nanopartículas de prata para degradar compostos orgânicos em solução aquosa. Elaboração de 3 fotocatalisadores pelo método sol-gel utilizando tetrabutóxido de titânio (Ti(O-But)4) como base, álcool isopropílico como solvente, ácido nítrico (HNO3) como catalisador e nitrato de prata (AgNO3) em diferentes concentrações de 10 , 20 e 50% de prata como solução de dopagem. Avaliando a atividade fotocatalítica em triplicata em um branco de azul de metileno com soluções de 0,01520 mg/mL que foram submetidas a intensidades de luz de 344, 220, 206 lux fornecidas por lâmpadas de luz ultravioleta (UVc) de 40, 20 e 10W respectivamente, com agitação contínua por meio de aeração em 24 horas, as medições de mudança de concentração foram feitas por espectrofotometria UV-Visível. Verificou-se que a concentração óptima de prata no fotocatalisador era de 20% e a intensidade luminosa adequada era de 344 lux, com isto mediu-se a actividade fotocatalítica numa amostra de água residual do rio Chibunga, fez-se uma análise inicial, depois avaliou-se as alterações após 24 horas de exposição obtendo como resultado final a diminuição da concentração de alguns parâmetros na amostra de água residual como óleos e gorduras de 78,0 mg/L para 1,0mg/L, Nitratos 22,33 mg/L para 5,30 mg/L e eliminação de coliformes totais de 4,8x106 para 0 UFC/100mL. Foi determinado que há atividade fotocatalítica do fotocatalisador que teve um valor de K= 0,017 min-1 na amostra, foram identificados a intensidade luminosa, o tempo de residência e a concentração ótima de prata na qual os compostos orgânicos podem ser degradados em solução aquosa. . Recomenda-se realizar este teste em amostras de água contaminadas com metais pesados, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH's) para aumentar as informações sobre a degradação de poluentes por este método.

Biografia do Autor

Eduardo Patricio Lozano-Orna, Consultor Ambiental Independiente

Consultor Ambiental Independiente

Carlos Humberto Reyes-Vera, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Referências

Aldana, Diana Marcela Gómez Y Almeida, Liliana Marithza Morena. Influencia de la plata como dopante del TiO2 en procesos fotocatalíticos. (Tesis de Grado). Bucaramangara, Colombia, 2010.

Baicue, Juan Sebastian. Degradación del azul de metileno y verde de malaquita por fotocatálisis heterogénea utilizando dióxido de titanio dopado con nitrógeno (N-TiO2) bajo luz visible. Pereira, Colombia , 2015, Disponible en: http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/6008/541395B152.pdf?sequ ence=1.

Caballer, Gregorio. Unidad de Microscopía Electrónica de Barrido, Scai. 2017. Disponible en: http://www.scai.uma.es/servicios/area_microscopia/sem/sem.html.

Candal Roberto, Bilmes Sara Y Blesa Miguel. Semiconductores con actividad fotocatalítica CENA-Argentina. 2003. Disponible en: http://www.cnea.gov.ar/sites/default/files/10cap04.pdf.

Cimav. Microscopia Electronica de Barrido. Microscopia Electronica de Barrido. 2015. Disponible en: http://mty.cimav.edu.mx/sem/.

Darja Maučeca, Et.Al. Titania versus nanopartículas de óxido de zinc sobre soportes de sílice mesoporosa como fotocatalizadores para la eliminación de colorantes de águas residuales a pH neutro. mayo de 2017. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920586117303826?via%3Dihub.

Ecuador. Instituto Nacional de Estadística y Censos. Senso poblacional Riobamba. 2010. Disponible en: http://www.ecuadorencifras.gob.ec/censo-depoblacion-y-vivienda/.

Ecuador. Ministerio del Ambiente 097A. Noviembre de 2015. Disponible en:http://gis.uazuay.edu.ec/ide2015/links_doc_contaminantes/REGISTRO%20OFICIAL%2 0387%20-%20AM%20140.pdf.

FAMAF. Interacción de la radiación con la materia. 2006. Disponible en: http://www.famaf.unc.edu.ar/~trincavelli/papers/Apunte.pdf.

Fujiwara, Hiroyuki. Espectroscopic Ellipsometry. Japón : John Wiley & Sons Ltd,, 2007. pág. 23. ISBN 4 621 07253 6.

Garcés Giraldo, et.al. La fotocatálisis como alternativa para el tratamiento de aguas residuales. 2007. págs. 83-92, Disponible en: http://www.redalyc.org/html/695/69511013/.

Geocites. Semiconductores. 2006.Disponible en: http://www.geocities.ws/pnavar2/semicon/tipos.html.

Gil Pavas, Edison. Fotocatálisis una alternativa viable para la eliminación de compuestos orgánicos. 2002. págs. 59-64, Disponible en: http://publicaciones.eafit.edu.co/index.php/revista-universidadeafit/article/viewFile/931/836.

González, Dr. E. Gómez. Fuentes de Luz y Emisión Láser. Sevilla,España , Disponible en: http://laplace.us.es/campos/optica/tema3/opt-tema3-0809.pdf 2010. pág. 10.

Gutierres Wing, Claudia. Las Nanopartículas pequeñas estrcuturas con gran potencial. CEG Wing - academia.edu. 2006. Disponible en: http://docplayer.es/14743940Las-nanoparticulas-pequenas-estructuras-con-gran-potencial.html.

Gutiérrez, M.P. Y Castellanos, M.A. Síntesis por el método sol-gel aplicado al estudio del polimorfismo en nanopartículas de TiO2. Mundo nano. 2011. Disponible en: http://www.revistas.unam.mx/index.php/nano/article/view/50990/45836.

Josepe T. Luz Ultravioleta: rayos que matan. aquaflash. 2012. Disponible en: http://aquaflash.blogspot.com/2009/04/34-luz-ultravioleta-tratamiento.html.

Juárez Beatriz. Nanopartículas semiconductoras coloidales y aplicaciones-Dialnet-Real Sociedad Española de Quimica, 2011. Disponible en: http://www.DialnetNanoparticulas Semiconductoras Coloidales YA plicacion-3754112.pdf.

Leal , María Teresa, et.al. Tratamiento de aguas residuales proviniente de la industria textil mediante fotocatálisis solar. 19 de abril de 2016. Disponible en: http://www.bvsde.paho.org/bvsaidis/mexico26/ii-009.pdf

Martínez Alma. Degradación de azul de metileno y 4-clorofenol por fotocatálisis con luz ultravioleta, utilizando TiO2 como catalizador. Instituto Tecanológico de Toluca-Mexico,2010. Disponible en: http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/42/065/42065224.pdf.

Mosquera E., et.al. Síntesis y Caracterización de Nanopartículas de Dióxido de Titanio obtenidas por el método sol-gel-Revista Politecnica.epn. Septiembre de 2015. Disponible en: http://www.revistapolitecnica.epn.edu.ec/images/revista/volumen36/tomo3/SintesisyCaracte rizaciondeNanoparticulasdeDioxidodeTitanio.pdf.

Mur Rubén. Estadistica Aplicada. Curso Epistemologia-Metodologia de la Investigación Espoch. 2017.

Naruemon Setthaya, et.al. Fotocatálisis de TiO2-zeolita hecha de metacaolín y ceniza de cáscara de arroz para la eliminación de colorante azul de metileno. enero de 2017.

Disponibleen: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:wiiohI_rbEcJ:ijehse.tums.ac.ir/inde x.php/jehse/article/download/309/308+&cd=1&hl=es-419&ct=clnk&gl=ec.

Oller Alberola, Isabel. Depuración de aguas contaminadas con tóxicos persistentes mediante combinación de fotocatálisis solar y oxidación biológica. Febrero de 2008, Disponible en: https://www.psa.es/es/areas/tsa/docs/Tesis%20Isabel%20Oller.pdf.

Pacheco, Diego. Estudio DFT de propiedades estructurales y electrónicas del óxido de titanio en sus fases: rutilo, anatasa y brookita. 2013. págs. 179-185.

Pey, Jaime. Aplicación de procesos de oxidación avanzada (fotocatálisis solar) para tratamiento y reutilización de efluentes textiles. 2008, Disponible en: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/2241/tesisUPV2816.pdf.

Portero, F Sendra. Radiación Ultravioleta. Disponible en:http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacion-fis/ultravioleta-morrillo.pdf. Universidad central de Venezuela., 2004.

Robles, Francisco Osorio. Tratamiento de aguas para la eliminación de microorganismos y agentes contaminantes. España : Diaz de Santos, 2010, Disponible en:http://www.editdiazdesantos.com/wwwdat/pdf/9788479789039.pdf.

Rodriguez Luis, et.al. Método de lénte térmica resuelta para medir coeficientes de difusion térmica en muestras líquidas. Revista Mexicana de Física, 2015. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/280054530_Metodo_de_lente_termica_resuelta_e n_frecuencia_para_medir_coeficientes_de_difusion_termica_en_muestras_liquidas.

Rosales García , José Alain. Materiales para fotocatálisis y electrocatálisis. Veracruz ,México, 2010.

Sanchez Vázquez, Mario. Cimav.SEM. 2016. Disponible en: http://mty.cimav.edu.mx/sem/.

San Juán Carlos. La microscopía electrónica de barrido SEM. 2015. Disponible en: https://www.patologiasconstruccion.net/2012/12/la-microscopia-electronica-de-barridosem-i-concepto-y-usos/.

Shurvell, H.F. Spectra–Structure Correlations in the Mid- and Far-infrared. Universidad de Queen´s 2002. Disponible en: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/0470027320.s4101/abstract;jsessionid=54B02D 639B094D31CEDF6DA18E4036E4.f01t02?userIsAuthenticated=false&deniedAccessCusto misedMessage=.

Sierra, Juan Carlos Medina. Efecto del dopaje con elementos lantánidos sobre las propiedades ópticas ,estructurales y fotocataliticas de TiO2 -Universidad Nacional de Colombia. 2014 . Disponible en: http://www.bdigital.unal.edu.co/50609/1/Efecto%20del%20dopaje%20con%20elementos% 20lant%C3%A1nidos%20sobre%20las%20propiedades%20%C3%B3pticas%2C%20estruct urales%20y%20fotocatal%C3%ADticas%20de%20TiO2.pdf.

Viades Trejo, Josefina. Fenómenos de superficie. Adsorción , Disponible en: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad3.Fenomenossuperficiales.Adsorcion_2 3226.pdf. 2013.

Villanueva Jaramillo, Carolina. Fotocatálisis con TiO2/ultravioleta y TiO2 CuSO4/visible como sistemas de desinfección para inactivar E. coli proveniente de agua residual doméstica. Bogotá, Colombia , Junio de 2011, Disponible en: https://repository.javeriana.edu.co/bitstream/handle/10554/1532/VillanuevaJaramilloCaroli na2011.pdf?sequence=1.

Downloads

Publicado

2023-03-31