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Estudio del efecto del uso de dióxido de titanio asistido con carbón activado, obtenido a partir de un residuo industrial, en la foto-degradación del colorante azul BRL / Jhonathan Andrés Rodríguez Mora

By: Rodríguez Mora, Jhonathan Andrés.
Contributor(s): Muñoz Bisesti, Florinella [Director].
Material type: Mixed materialsMixed materialsQuito : EPN, 2016Description: 89 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 7412.Subject(s): Operaciones unitarias | Metalurgia extractiva | FisicoquímicaOther classification: T-IQ/ Online resources: Texto completo
Contents:
LA BIBLIOTECA CENTRAL DISPONE DE ESTA TESIS EN FORMATO FÍSICO Y DIGITAL 19/01/2017. GRADUADO CON PAPER
Dissertation note: FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y AGROINDUSTRIA Tesis (Ingeniero Químico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2016 Summary: Resumen.- Se estudió la foto-degradación del colorante azul BRL con el uso de suspensiones conformadas por TiO2 degussa P25 comercial y carbón activado (CA) obtenido a partir de un desecho producido por una industria ecuatoriana mediante tres tratamientos diferentes: pirólisis, y activaciones química y física. Se evaluó la pirólisis del residuo a diferentes temperaturas (400 – 600 °C) y tiempos (1 – 2 h); posteriormente, se evaluó el proceso de activación química con KOH a diferentes relaciones KOH:Carbón (1:1 – 5:1 g KOH:g Carbón), temperaturas (600 – 900 °C) y tiempos de activación (0,5 – 3,0 h). Finalmente, se evaluó el proceso de activación física con CO2 con un flujo de gas de 150 N cm3/min, a diferentes temperaturas (700 – 900 °C) y tiempos (1 – 3 h). Los carbones producidos bajo las mejores condiciones de pirólisis (CSA), activación química (CAKOH) y activación física (CACO2) presentaron superficies específicas BET de 467,4, 910,2 y 684,2 m2/g, respectivamente. Además, los índices de yodo, azul de metileno y de decoloración de azúcar establecieron la factibilidad de obtener carbones microporosos mediante pirólisis y activación física, y carbones con macro, meso y microporosidad mediante activación química. Se determinó que las suspensiones en estudio requirieron de 90 min para alcanzar el equilibrio de adsorción en condiciones de oscuridad, dicho tiempo fue considerado para las pruebas fotocatalíticas posteriores. Existió un efecto sinérgico en el proceso fotocatalítico al combinar TiO2 con los carbones CSA y CAKOH, debido a que se degradó el 70 y 90 % del colorante luego de 4 h de tratamiento, con lo que la constante cinética de degradación incrementó en factores de 1,4 y 2,2 respecto al TiO2 puro, mientras que el carbón CACO2 no influyó significativamente en el proceso. Se concluyó que los mejores resultados de la degradación del colorante azul BRL se obtuvieron con la suspensión CAKOH:TiO2 por efecto de propiedades químicas intrínsecas del carbón CAKOH.Summary: Abstract.- The photocatalytic degradation of BRL blue dye (DB1) was performed using suspended mixtures of TiO2 Degussa P 25 and activated carbons (ACs). ACs were prepared from wood wastes of industrial origin, applying three different treatments: pyrolysis, chemical and physical activation. The pyrolytic treatment was studied at different temperatures (400 – 600 °C) and processing times (1 – 2 h). Then, the chemical activation with KOH was performed using different KOH:carbon weight ratios (1:1 – 5:1 g KOH:g Carbon), temperatures (700 – 900 °C) and times (0.5 – 3.0 h) in a non-oxidant atmosphere. The physical activation with CO2 was performed with a gas flow of 150 N cm3/min at different temperatures (700 – 900 °C) and times (1 – 3 h). These experiments were carried out to determine the best conditions for each treatment. The carbons obtained under the best conditions of pyrolysis (CSA), chemical activation (CAKOH) and physical activation (CACO2) showed BET specific surfaces of 477.4, 910.2 and 684.2 m2/g, respectively. In addition, iodine, methylene blue, and sugar discoloration indexes showed that it was feasible to obtain microporous activated carbons through pyrolysis and physical activation processes. Meanwhile, chemical activation developed activated carbons with macro, meso and microporosities. It was determined that the adsorption process required 90 min to reach the equilibrium in any case; this time was used in the following photocatalytic tests. The results showed that there was a synergistic effect on the photocatalytic process by mixing TiO2 with CSA and CAKOH carbons, since it allowed to degrade about 70 and 90 % of the dye after a 4 hour-treatment. Furthermore, first-order rate constants were 1.4 and 2.2 times higher in the mixtures compared with pure TiO2. Meanwhile, the rate constants obtained from the photodegradation processes developed with TiO2 alone and TiO2:CACO2, did not show any statistically significant differences. It was concluded that TiO2:CAKOH enhanced the degradation of DB1, suggesting that the chemical properties of CAKOH actually improved the photoactivity of TiO2.
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
T-IQ/1038/CD 7412 (Browse shelf) Ej. 1 Available 033747
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y AGROINDUSTRIA Tesis (Ingeniero Químico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2016

Bibliografía: páginas 17 - 19.

LA BIBLIOTECA CENTRAL DISPONE DE ESTA TESIS EN FORMATO FÍSICO Y DIGITAL 19/01/2017. GRADUADO CON PAPER

Resumen.- Se estudió la foto-degradación del colorante azul BRL con el uso de suspensiones conformadas por TiO2 degussa P25 comercial y carbón activado (CA) obtenido a partir de un desecho producido por una industria ecuatoriana mediante tres tratamientos diferentes: pirólisis, y activaciones química y física. Se evaluó la pirólisis del residuo a diferentes temperaturas (400 – 600 °C) y tiempos (1 – 2 h); posteriormente, se evaluó el proceso de activación química con KOH a diferentes relaciones KOH:Carbón (1:1 – 5:1 g KOH:g Carbón), temperaturas (600 – 900 °C) y tiempos de activación (0,5 – 3,0 h). Finalmente, se evaluó el proceso de activación física con CO2 con un flujo de gas de 150 N cm3/min, a diferentes temperaturas (700 – 900 °C) y tiempos (1 – 3 h). Los carbones producidos bajo las mejores condiciones de pirólisis (CSA), activación química (CAKOH) y activación física (CACO2) presentaron superficies específicas BET de 467,4, 910,2 y 684,2 m2/g, respectivamente. Además, los índices de yodo, azul de metileno y de decoloración de azúcar establecieron la factibilidad de obtener carbones microporosos mediante pirólisis y activación física, y carbones con macro, meso y microporosidad mediante activación química. Se determinó que las suspensiones en estudio requirieron de 90 min para alcanzar el equilibrio de adsorción en condiciones de oscuridad, dicho tiempo fue considerado para las pruebas fotocatalíticas posteriores. Existió un efecto sinérgico en el proceso fotocatalítico al combinar TiO2 con los carbones CSA y CAKOH, debido a que se degradó el 70 y 90 % del colorante luego de 4 h de tratamiento, con lo que la constante cinética de degradación incrementó en factores de 1,4 y 2,2 respecto al TiO2 puro, mientras que el carbón CACO2 no influyó significativamente en el proceso. Se concluyó que los mejores resultados de la degradación del colorante azul BRL se obtuvieron con la suspensión CAKOH:TiO2 por efecto de propiedades químicas intrínsecas del carbón CAKOH.

Abstract.- The photocatalytic degradation of BRL blue dye (DB1) was performed using suspended mixtures of TiO2 Degussa P 25 and activated carbons (ACs). ACs were prepared from wood wastes of industrial origin, applying three different treatments: pyrolysis, chemical and physical activation. The pyrolytic treatment was studied at different temperatures (400 – 600 °C) and processing times (1 – 2 h). Then, the chemical activation with KOH was performed using different KOH:carbon weight ratios (1:1 – 5:1 g KOH:g Carbon), temperatures (700 – 900 °C) and times (0.5 – 3.0 h) in a non-oxidant atmosphere. The physical activation with CO2 was performed with a gas flow of 150 N cm3/min at different temperatures (700 – 900 °C) and times (1 – 3 h). These experiments were carried out to determine the best conditions for each treatment. The carbons obtained under the best conditions of pyrolysis (CSA), chemical activation (CAKOH) and physical activation (CACO2) showed BET specific surfaces of 477.4, 910.2 and 684.2 m2/g, respectively. In addition, iodine, methylene blue, and sugar discoloration indexes showed that it was feasible to obtain microporous activated carbons through pyrolysis and physical activation processes. Meanwhile, chemical activation developed activated carbons with macro, meso and microporosities. It was determined that the adsorption process required 90 min to reach the equilibrium in any case; this time was used in the following photocatalytic tests. The results showed that there was a synergistic effect on the photocatalytic process by mixing TiO2 with CSA and CAKOH carbons, since it allowed to degrade about 70 and 90 % of the dye after a 4 hour-treatment. Furthermore, first-order rate constants were 1.4 and 2.2 times higher in the mixtures compared with pure TiO2. Meanwhile, the rate constants obtained from the photodegradation processes developed with TiO2 alone and TiO2:CACO2, did not show any statistically significant differences. It was concluded that TiO2:CAKOH enhanced the degradation of DB1, suggesting that the chemical properties of CAKOH actually improved the photoactivity of TiO2.

Jhonathan Andrés Rodríguez Mora cedido 2016/11/09 $ 0.20 Ej. 1 Biblioteca Central 45141

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