Síntesis de derivado α-cianofenilenvinileno en soporte de tio2 como fotocatalizador heterogéneo en la degradación de índigo carmín

En este trabajo se sintetizó y caracterizó el ácido 4,4'-((1Z,1'Z)-1,4-fenilene bis(2-cianoeten-2,1-diyl)) dibenzoico (α-CNFV), el cual se inmovilizó químicamente sobre la superficie de TiO2 P-25 como soporte comercial y también sobre nanotubos (NT) de TiO2 previamente sintetizados. Los si...

Full description

Autores:
Martinez Martinez, Carlos Felipe
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/15504
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15504
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Palabra clave:
α-Cianofenilenvinileno
nanotubos de TiO2
Fotocatálisis heterogénea
Índigo Carmín
α-Cyanophenylenevinylene
TiO2 nanotubes
Heterogeneous photocatalysis
Carmine Indigo
Rights
openAccess
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description En este trabajo se sintetizó y caracterizó el ácido 4,4'-((1Z,1'Z)-1,4-fenilene bis(2-cianoeten-2,1-diyl)) dibenzoico (α-CNFV), el cual se inmovilizó químicamente sobre la superficie de TiO2 P-25 como soporte comercial y también sobre nanotubos (NT) de TiO2 previamente sintetizados. Los sistemas híbridos α-CNFV/TiO2 P-25 y α-CNFV/TiO2-NT fueron caracterizados por espectroscopía UV-Vis, infrarroja, Raman, termogravimetría, y XRD, y sus propiedades texturales fueron estudiadas empleando SEM. Adicionalmente, las propiedades optoelectrónicas como la emisión de luz fueron obtenidas por reflectancia difusa. La evaluación de su actividad como fotocatalizador heterogéneo se estudió en la degradación del contaminante Índigo Carmín (IC) empleando fotorreactores de luz UVA y luz visible bajo condiciones ambientales de presión y temperatura. Los resultados obtenidos permitieron observar que sistema libre α-CNFV degrada únicamente 33 % del contaminante al cabo de 60 minutos de exposición, mientras que los sistemas anclados α-CNFV/TiO2 P-25 y α-CNFV/TiO2-NT alcanzan incluso; en menos tiempo, un 90 y 89 % de degradación, respectivamente. Por último, se estudió la estabilidad del sistema α-CNFV/TiO2-NT en reacciones de reúso, demostrando que el sistema puede ser reutilizado durante 4 ciclos de reacción con una disminución del porcentaje de degradación del 23 %.
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Los sistemas híbridos α-CNFV/TiO2 P-25 y α-CNFV/TiO2-NT fueron caracterizados por espectroscopía UV-Vis, infrarroja, Raman, termogravimetría, y XRD, y sus propiedades texturales fueron estudiadas empleando SEM. Adicionalmente, las propiedades optoelectrónicas como la emisión de luz fueron obtenidas por reflectancia difusa. La evaluación de su actividad como fotocatalizador heterogéneo se estudió en la degradación del contaminante Índigo Carmín (IC) empleando fotorreactores de luz UVA y luz visible bajo condiciones ambientales de presión y temperatura. Los resultados obtenidos permitieron observar que sistema libre α-CNFV degrada únicamente 33 % del contaminante al cabo de 60 minutos de exposición, mientras que los sistemas anclados α-CNFV/TiO2 P-25 y α-CNFV/TiO2-NT alcanzan incluso; en menos tiempo, un 90 y 89 % de degradación, respectivamente. Por último, se estudió la estabilidad del sistema α-CNFV/TiO2-NT en reacciones de reúso, demostrando que el sistema puede ser reutilizado durante 4 ciclos de reacción con una disminución del porcentaje de degradación del 23 %.PregradoQuímicoIn this work, 4,4'-((1Z,1'Z)-1,4-phenylene bis(2-cyanoethene-2,1-diyl)) dibenzoic acid (α-CNFV) was synthesized and characterized. Also was chemically immobilized on the surface of TiO2 P-25 as a commercial support and also on previously synthesized TiO2 nanotubes (NTs). The α-CNFV/TiO2 P-25 and α-CNFV/TiO2-NT hybrid systems were characterized by UV-Vis, infrared, Raman, thermogravimetry, and XRD spectroscopy, and their textural properties were studied using SEM. Additionally, optoelectronic properties such as light emission were obtained by diffuse reflectance. The evaluation of its activity as a heterogeneous photocatalyst was studied in the degradation of the dye Indigo Carmine (IC) using UVA and visible light photoreactors under ambient conditions of pressure and temperature. The results obtained allowed us to observe that the free α-CNFV system degrades only 33% of the contaminant after 60 minutes of exposure, while the anchored α-CNFV/TiO2 P-25 and α-CNFV/TiO2-NT systems even reach; in less time, 90 and 89% degradation, respectively. Finally, the stability of α-CNFV/TiO2-NT system in reuse reactions was studied, demonstrating that the system can be reused during 4 reaction cycles with a decrease in the degradation percentage of 23%.https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002076292application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasQuímicaEscuela de Químicaα-Cianofenilenvinilenonanotubos de TiO2Fotocatálisis heterogéneaÍndigo Carmínα-CyanophenylenevinyleneTiO2 nanotubesHeterogeneous photocatalysisCarmine IndigoSíntesis de derivado α-cianofenilenvinileno en soporte de tio2 como fotocatalizador heterogéneo en la degradación de índigo carmínSynthesis of α-cyanophenylevinylene derivative on tio2 support as a heterogeneous photocatalyst in the degradation of indigo carminTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALCarta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf408394https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6dcfda92-fb57-478a-8047-f23f3ce129a0/download2a7116f10e786cc2b52963b8f199dadaMD52Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf70999https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/db9bd882-bb6d-47ac-8700-d285a7d5405a/download884aa2818a458e53c8e0f05b8eed58faMD53Documento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf3141703https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/cb459566-b76f-4803-9dde-8c9b2510454b/downloadbc40d404e412ebd703b154458a046855MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/d462ba8a-85af-450e-84f3-3b0a378b9438/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5420.500.14071/15504oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/155042023-11-20 08:19:33.255http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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