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Los compuestos fenólicos (fenol y nitrofenoles en este caso), son generados como residuos por diversas industrias químicas tales como la petroquímica, la papelera, la farmacéutica, por citar algunos ejemplos. Estos compuestos presentan toxicidad en el organismo humano (siendo su límite permisible de 1 mg/L en agua potable), además de presentar un impacto ambiental de considerable envergadura, por lo que en la actualidad se buscan nuevos métodos que permitan la reducción de estas sustancias, teniendo en cuenta también la parte económica. Existen en la actualidad métodos que permiten reducir la concentración de los compuestos fenólicos, tales como tratamientos biológicos, la incineración, la adsorción y la oxidación electroquímica, siendo las dos últimas las más empleadas. La parte más importante en todo proceso de adsorción es el material adsorbente, el cual debe tener una alta área superficial, porosidad adecuada y gran capacidad de retención de la sustancia problema. Recientes estudios han mostrado las adecuadas propiedades de adsorción hacia ciertos compuestos orgánicos volátiles, como el tolueno, de materiales nanoestructurados de carbono (nanotubos, nanofibras y nanoesferas), tanto por su elevada superficie específica como por las excepcionales propiedades superficiales derivadas de la especial ordenación de los átomos de carbono que las conforman. El presente proyecto plantea la síntesis, caracterización y utilización de materiales nanoestructurados de carbono (nanotubos y nanoesferas) como materiales adsorbentes de compuestos fenólicos: fenol y nitrofenoles. Los resultados de este proyecto constituirán un aporte en el área de la Nanotecnología y Ciencia de los Materiales en nuestro país y contribuirá finalmente en la obtención de tecnologías limpias redundando en un impacto socio-económico positivo de la sociedad en su conjunto. Palabras claves: nanoestructuras de carbono, adsorción, fenol y nitrofenoles
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Desarrollar nuevos materiales basados en arcillas nanoestructuradas pilaradas con Al y Ti dopadas con Fe-Mn para aplicarlos en la reacción de combustión catalítica de compuestos orgánicos volátiles (COVs). En este trabajo se prepararon catalizadores basados en óxido de Fe para la combustión de n-hexano y etilmetilcetona. La síntesis de nanopartículas de óxido de Fe se realizó mediante el método sol-gel a partir de precursores a base de sales de nitrato. Para estudiar el efecto cooperativo del Mn, se han preparado catalizadores de FeMn equimolar soportados en Al-PILC (FeMn/Al-PILC), Ti-PILC (FeMn/Ti-PILC) y Fe-PILC (Mn/Fe-PILC). Los análisis XRD de las muestras pilaradas evidenciaron la formación de pilares estables con excepción del Fe-PILC que presentó una estructura delaminada. Con relación al área superficial, el orden decreciente de los materiales pilareados fue: Ti-PILC > Fe-PILC > Al-PILC. La incorporación de la fase activa Fe-Mn en los soportes de Ti-PILC y Al-PILC produjo en todas las muestras una reducción de la superficie total y una disminución de los espaciados basales d001, sin alterar la matriz estructural de la arcilla de partida. La fase mixta Fe-Mn soportada sobre las arcillas pilaradas mostró mayor actividad catalítica que Fe-PILC, que se evidenció por el efecto cooperativo del Mn. Este efecto podría asociarse con las propiedades redox del Mn y la facilidad de movilidad del oxígeno superficial.
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Síntesis de catalizadores y adsorbentes para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles: tolueno, etanol, acetaldehido. Desarrollo a nivel laboratorio y planta piloto
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En esta investigación se utilizaron dos algas marinas Macrocystis integrifolia bory (SI) y Lessonia nigrescens bory (S2) funcionalizadas con CaCl2. También se empleó una arcilla bentonita sódica peruana la cual fue modificada mediante intercambio catiónico con sales de amonio cuaternario: hexadeciltrimetilamonio (B1), benciltrietilamonio (B2) y tetrametilamonio (B3), formando las denominadas arcillas organofílicas. Todos estos materiales biológicos y no biológicos fueron empleados como materiales adsorbentes para la adsorción de compuestos fenólicos: 2-nitrofenol y 2-clorofenol presente en soluciones acuosas. Los resultados mostraron que la capacidad de adsorción dependía fuertemente del pH de la solución. Los ensayos se realizaron variando el pH de la solución entre 2-10, encontrándose una mayor adsorción en condiciones ácidas para la arcilla intercambiada con cationes orgánicos pequeños (B3, B2), mientras que a pH mayores a 7, se incrementó la adsorción en la arcilla intercambiada con HDTMA. (B1). El estudio de las isotermas de adsorción, trabajando con concentraciones del compuesto fenólico entre 50-800 ppm, indican que la capacidad de adsorción en las arcillas organofílicas aumenta significativamente con la presencia de NaCl, sin embargo, la presencia de esta sal iónica no modifica el mecanismo de adsorción en ninguna de las arcillas ni de las algas. En orden descendente, la capacidad de adsorción del 2-clorofenol en los materiales estudiados fue S1 > S2>B2 =B1>B3, mientras que para la adsorción del 2 nitrofenol fue S1 > S2 >B2> B1>B3, dentro del rango de 97,37 y 18,64 mg/g.
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Preparación, caracterización y aplicación de catalizadores basados en óxidos de Mn, Fe, Ce, Cu soportados en arcillas pilaradas con Al y Ti, para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles: n-hexano y etilmetilcetona mediante combustión catalítica
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Síntesis de arcillas modificadas por termoactivación ácida como materiales adsorbentes de aflatoxinas totales presente en alimentos para aves
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En esta investigación se estudió la modificación de varias arcillas peruanas del tipo bentonita mediante dos métodos por pilaramiento con hidroxicationes metálicos y por activación termoácida con HCl y H2SO4, con el propósito de incrementar la porosidad, el área superficial y la acidez del material y mejorar de esta manera sus propiedades adsorbentes en la retención de surfactantes y colorantes procedentes de la industria textil. Las arcillas natural y modificadas fueron caracterizadas mediante las técnicas de DRX, FTIR, SEM, adsorción -desorción de N2, y análisis termogravimétrico. Las mejores arcillas que mostraron mayor capacidad de adsorción en un sistema batch, fueron después conformadas en forma de filtros cilíndricos para los ensayos de adsorción en continuo.
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Análisis de los efluentes de la industria textil específicamente en colorantes directos mediante absorción y fotocatálisis heterogénea.
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