Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.provenance | Comisión de Investigaciones Científicas | - |
| dc.contributor | Álvarez, Mariana Soledad | - |
| dc.contributor | Schlichter, Sofía | - |
| dc.creator | Schlichter, Sofía | - |
| dc.date | 2015 | - |
| dc.date.accessioned | 2019-04-29T16:11:16Z | - |
| dc.date.available | 2019-04-29T16:11:16Z | - |
| dc.date.issued | 2015 | - |
| dc.identifier | http://digital.cic.gba.gob.ar/handle/11746/5453 | - |
| dc.identifier.uri | http://rodna.bn.gov.ar:8080/jspui/handle/bnmm/311241 | - |
| dc.description | Durante la primera etapa de la beca, se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva para comenzar a abordar tanto la síntesis, funcionalización y caracterización de los materiales mesoporosos, como su modificación con diferentes metales y su aplicación como catalizadores en reacciones de interés ambiental. Simultáneamente al trabajo experimental se actualizó permanentemente la bibliografía respecto al tema de estudio. EXPERIMENTAL Se prepararon diferentes catalizadores heterogéneos de Cobre (Cu), Cobalto (Co) y Manganeso (Mn) utilizando soportes mesoporosos tanto hexagonal (MCM-41) como cúbico (SBA-16) modificados post-síntesis con el agente funcionalizante3-aminopropiltrietoxisilano (APTES). Los catalizadores se caracterizaron por análisis químicos y térmicos, Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopía Vibracional (FTIR) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM). Se estudió su actividad catalítica en la degradación oxidativa de los colorantes azo Anaranjado de metilo (MO), Orange G (OG) y Rojo Congo (CR) en solución acuosa utilizando persulfato de potasio (PS) como agente oxidante. Se probaron diferentes condiciones de reacción (pH, concentración de PS y temperatura). Se evaluó la capacidad de reuso de los catalizadores. También, se realizaron estudios sobre los líquidos residuales para analizar leaching potencial y el carbono orgánico total (COT) de manera de evaluar el grado de mineralización de la molécula orgánica. Tanto la síntesis, funcionalización y caracterización de los catalizadores, como las condiciones de reacción estudiadas se detallaron profundamente en los informes del primer año de beca de Estudio y Perfeccionamiento. RESULTADOS Y CONCLUSIONES Caracterización de los Catalizadores Los diagramas de DRX indicaron la formación de estructuras hexagonales y cúbicas ordenadas coincidentes con los patrones típicos correspondientes a muestras de MCM-41 y SBA-16 respectivamente. A partir de espectros FTIR se pudo comprobar la efectividad en el proceso de funcionalización. A través de la Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA) se corroboró la incorporación exitosa de los metales estudiados, lográndose una carga metálica de entre 2 y 17 %, dependiendo del metal y del soporte mesoporoso. Actividad catalítica Las experiencias demostraron que los catalizadores sintetizados son efectivos para la remoción de los colorantes. Cuando se compararon los espectros FTIR de los catalizadores, antes y después de la reacción, se pudo ver que los espectros son prácticamente idénticos, lo que indicaría que la eliminación de los mismos procede a través de un mecanismo de degradación y no por un proceso de adsorción del colorante sobre el sólido. En el caso del colorante AM se obtuvieron porcentajes de degradación mayores del 90 % para los catalizadores de Co y Cu. Se mantuvieron altos valores de degradación luego de 5 ciclos de reuso. En el caso de Mn/MCM-41 se obtuvieron porcentajes de alrededor del 55 %, observándose luego un aumento en el porcentaje de degradación en el orden del 90 %, y este porcentaje se mantuvo hasta 3 ciclos de reuso. La degradación del AM en presencia de persulfato sin catalizador, en el periodo de tiempo estudiado, alcanzó un 40% aprox. La misma experiencia realizada en presencia del soporte aminado, arrojó un perfil prácticamente idéntico, lo que indica la inercia química del soporte. El estudio UV-Vis de los líquidos residuales de la reacción llevada a cabo sólo en presencia de persulfato, mostró que aún después de 48 h de reacción persisten bandas tanto del grupo azo –N=N– (464nm) como las transiciones aromáticas (259 nm), si bien disminuyó su intensidad; por lo que se vio que la degradación no es completa a este tiempo de reacción. Cuando la misma experiencia se llevó a cabo en presencia de los catalizadores, estas bandas desaparecen completamente a las 24 h, lo que estaría indicando la efectividad de los catalizadores para la degradación del colorante. El estudio cinético de la degradación del AM, en presencia de los catalizadores de Cu, arrojó que el catalizador basado en MCM-41 es más efectivo en estas condiciones ya que disminuye en 15 unidades la Ea. Esto podría además atribuirse a una mayor carga metálica del mismo, lo que favorecería en consecuencia una mayor activación del persulfato, y por ende una mayor generación de radicales sulfato, que degradarían no selectivamente al colorante. El catalizador Cu/MCM-41-NH2 resultó activo a la degradación del colorante azoico OG, en solución acuosa. El nivel de conversión más alto (> 90 %) en las condiciones experimentales estudiadas se alcanzó utilizando 30 mg de PS a pH 6 y 30 oC. Se logró la decoloración completa a las 4 h de reacción. A partir de los espectros UV se desprendió que las intensidades de la banda a 476 nm característica del grupo azo -N=N- y las bandas a 259 y 328 nm correspondientes a los anillos aromáticos disminuye a las 2 h de reacción hasta desaparecer completamente a las 24 h. Además, se encontró que la eficiencia en la decoloración de OG mejora con el aumento de la temperatura. La presencia de cobre (II) contribuye a la activación del PS, generando radicales SO4•-, favoreciendo así la degradación del colorante. El catalizador resultó estable bajo las condiciones de reacción, y pudo reusarse sin evidencia de una significativa caída de actividad. La Ea para la degradación del OG en presencia del catalizador Cu/MCM-41-NH2 resultó del orden de 38 kJ/mol. De los ensayos llevados a cabo en presencia de ter-butanol (TBOH) y etanol (EtOH) se desprendió que en el mecanismo de degradación estarían involucrados principalmente los radicales SO4•-, producto de la oxidación del PS. Para el colorante RC, se logró una decoloración completa cuando se evaluaron los catalizadores basados en Cu (>95 %). Sin embargo, a través de los espectros UV-Vis de los líquidos remanentes de reacción se corroboró que cuando se utilizó el catalizador Cu/MCM-41-NH2 las bandas características aún aparecían (aunque con menor intensidad) a las 2 h de reacción, hasta desaparecer completamente luego de 6 h de reacción. Cuando se testeó en reacción el catalizador Cu/SBA-16-NH2, marcadas bandas que se corresponderían con intermediarios de la reacción persisten, aunque con una intensidad muy baja, aún a las 24 h de reacción. Esto podría estar vinculado al diferente contenido de Cu de los sólidos, 14,0 y 4,1 % respectivamente. El catalizador Co/SBA-16-NH2, demostró una menor eficiencia en la decoloración, del orden del 75 %, al mismo tiempo de reacción; sin embargo el espectro UV-Vis del líquido remanente luego de 24 h de reacción no presentó bandas representativas de grupos aromáticos o grupos azo. Este resultado podría estar indicando que si bien el mecanismo de degradación es más lento cuando es utilizado este catalizador, éste resulta más efectivo que su análogo de Cu. Los catalizadores pudieron reusarse sin evidencia de una significativa caída de actividad. | - |
| dc.format | application/pdf | - |
| dc.format | 6 p. | - |
| dc.language | spa | - |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | - |
| dc.rights | Attribution 4.0 International (BY 4.0) | - |
| dc.source | reponame:CIC Digital (CICBA) | - |
| dc.source | instname:Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires | - |
| dc.source | instacron:CICBA | - |
| dc.source.uri | http://digital.cic.gba.gob.ar/handle/11746/5453 | - |
| dc.subject | Ciencias Químicas | - |
| dc.subject | Física, Matemática, Química y Astronomía | - |
| dc.title | Informe científico de Beca de Estudio-Perfeccionamiento: Schlichter, Sofia (2013-2015) | - |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/report | - |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | - |
| dc.type | info:ar-repo/semantics/informeTecnico | - |
| Aparece en las colecciones: | Comisión de Investigaciones Científicas de la Prov. de Buenos Aires | |
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