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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/557| SIMULACIÓN TEÓRICA DE LA SÍNTESIS Y ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES MICROESTRUCTURALES DE NANOPARTÍCULAS DE MAGNETITA OBTENIDAS POR AACVD PARA SU APLICACIÓN EN LA REMOCIÓN DE ARSÉNICO. | |
| BLANCA ELIZABETH MONARREZ CORDERO | |
| PATRICIA AMEZAGA MADRID MARIO MIKI YOSHIDA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| La contaminación de arsénico en los cuerpos de agua que se destinan para el consumo
humano, es una problemática a nivel mundial que varios países enfrentan, en América han
reportado la existencia de población expuesta crónicamente a concentraciones de arsénico en
agua, superiores a las previstas por la normatividad de los países. La presencia de arsénico
está relacionada a enfermedades cardiovasculares y diferentes tipos de cáncer. Existen
tecnologías o métodos convencionales para remover arsénico del agua con eficiencias de 70
a 99%, sin embargo los productos secundarios a la remoción son grandes áreas de lodos y se
necesita de alto consumo de energía e infraestructura, para removerlos y llevarlos a su
destino final, esto se traduce en altos costos derivados de los tratamientos secundarios. Por
lo que es necesario optar por alternativas o rutas de remoción de este material de menor costo
y una de ellas es el uso de la nanotecnología, propiamente utilizar nanomateriales en forma
de nanopartículas que sirvan como adsorbentes de este elemento en particular Hoy en día, las nanopartículas de magnetita mesoporosas (MNPs), son una clase importante de nuevos nanomateriales, por lo que ocupan una posición valiosa en la ciencia de los materiales. Debido a las ventajas que presentan los óxidos de fierro y en especial con respecto a otros adsorbentes presentan una mayor capacidad de adsorción, por lo tanto existe un interés creciente hacia la utilización de estos materiales para la eliminación de adsorción de una variedad de contaminantes, incluyendo colorantes orgánicos de aguas residuales. A través de la técnica AACVD (Deposito Químico de Vapor Asistido por Aerosol) es posible sintetizar MNPs huecas, semihuecas y sólidas, las cuales están formadas por la unión de nanocristales de aproximadamente 20 nm formando una esfera nanoestructura la cual tiene un espesor de un nanocristal, es por ello que reciben su nombre (nanopartículas). En esta técnica, la morfología microestructural de las nanopartículas resultantes depende fuertemente de los parámetros de síntesis. s. Por lo tanto, con el fin de entender la formación de MNPs por AACVD, se llevó a cabo un estudio de la ruta química del precursor partiendo del software HCS, a partir de la cual se determinaron los parámetros de Arrhenius, como la constante de velocidad, factor de frecuencia y energía de activación, para describir la rapidez térmica de la reacción a partir del análisis térmico de manera experimental. La influencia de los parámetros de síntesis fue simulada por 2 softwares: Solid Works - Fluid Works y COMSOL Multiphysics 4.4, permitiendo comprender la cinética de evaporación de la gota y el mecanismo de formación de las MNPs. Los resultados de la simulación fueron correlacionados con los obtenidos de manera experimental. Las MNPs sintetizadas fueron empleadas para determinar la eficiencia de adsorción de arsénico por medio de contacto (batch) utilizando el arsénico en sus especies As+3 y As+5 como modelo de estudio para observar la eficiencia de remoción en muestras de agua preparada en el laboratorio , tomando en cuenta el tiempo de contacto y la concentración inicial. La cuantificación de As se efectuó por espectroscopia de absorción atómica. Para obtener un análisis más completo se realizó un estudio al equilibrio, donde se determinó la capacidad de adsorción de las MNPs, la termodinámica del proceso (Energía de adsorción y Energía libre de Gibbs) y el tipo de proceso de adsorción (fisisorción o quimisorción), que se lleva a cabo. Por lo que fue necesario calcular la capacidad de adsorción de la MNPs y realizar un estudio de las isotermas de Freundlich, Langmuir y Dubinin. Los resultados mostraron una eficacia global de eliminación de 87% de As + 3 y 98% para As + 5, en un tiempo de contacto de 15 minutos, resultados que sugieren el uso de MNPs como una alternativa prometedora en la eliminación de iones de As en el agua | |
| 2016-05 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| BIOLOGÍA Y QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Ciencia de Materiales |
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