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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3040| Diseño de una membrana reactiva para el tratamiento de aguas recuperadas mediante buckypapers Design of a reactive membrane for the treatment of reclaimed water using buckypapers | |
| ENRIQUE CONTRERAS BERNABE | |
| JOSE MANUEL ROMO HERRERA MERCEDES TERESITA OROPEZA GUZMAN | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Nanotubos de carbono dopados con nitrógeno, reacción de reducción de oxígeno, reacción Fenton Nitrogen-doped carbon nanotubes, oxygen reduction reaction, Fenton reaction | |
| En este trabajo, se obtuvo un conjunto de muestras de nanotubos de carbono dopados con nitrógeno (CNx) variando la proporción de nitrógeno grafítico, aumentado sistemáticamente la temperatura de síntesis. Esto permitió evaluar el papel del nitrógeno grafítico de los CNx en la reacción de reducción de oxígeno (ORR). Las muestras con alto contenido de nitrógeno grafítico favorecieron la vía de los dos electrones para la ORR no solo en medios básicos (pH = 13) sino también en medios neutros (pH = 7), lo que representa una alternativa atractiva para la remediación de aguas recuperadas a través de la generación de H2O2 in situ. Se propone un mecanismo para argumentar que la formación de H2O2 debería favorecerse en presencia de sitios de nitrógeno grafítico. Además, se exploró la dispersión y estabilización de nanopartículas de magnetita mediante ultrasonido y su capacidad para la eliminación de una molécula prueba (rojo amaranto), observando buenos resultados no solo en la reacción de Fenton, sino en la foto-Fenton y la fotocatálisis debido a la interacción con la luz UV con la magnetita. Los mejores resultados se evaluaron en el agua recuperada de la ciudad de Tijuana observando una buena eliminación de los compuestos orgánicos recalcitrantes en el agua. Por otro lado, se exploró el anclaje de la magnetita dispersa en nanotubos de carbono para ensamblar buckypapers decorados con Fe3O4 que pueden actuar como fuente de Fe (II) generando la reacción de Fenton cuando interactúan con H2O2. Finalmente, se diseñó un prototipo de reacción que explota la capacidad de los buckypapers de nanotubos de carbono dopados con nitrógeno para la producción de peróxido de hidrógeno (en el cátodo) y un buckypaper decorado con Fe3O4 (en el ánodo) para la reacción de Fenton, dando como resultado un material funcional, promoviendo la reacción de Fenton para la eliminación de contaminantes recalcitrantes de las aguas residuales de la ciudad de Tijuana. A set of N-doped carbon nanotube (CNx) samples with the proportion of graphitic nitrogen systematically increased was obtained by modifying the synthesis temperature. This allowed evaluation of the role of the CNx graphitic nitrogen in the oxygen reduction reaction (ORR). The samples with high graphitic nitrogen content favored the two-electron pathway for the ORR not only in basic media (pH = 13) but also in neutral media (pH = 7), representing an attractive alternative for wastewater remediation through the on-site generation of H2O2. A mechanism is proposed to explain how the formation of H2O2 should be favored in the presence of graphitic nitrogen sites.Additionally, it was explored the dispersion and stabilization of magnetite nanoparticles using ultrasound, and its ability for the removal of a target molecule (amaranth red), giving good results not only in the Fenton reaction, but in the photo-Fenton, and photocatalysis of the magnetite due to the interaction with UV light. The best results were evaluated in the reclaimed water of Tijuana City observing good removal of the organic recalcitrant compounds in the water. On the other hand, it was explored the anchoring of the dispersed magnetite on carbon nanotubes to fabricate buckypapers decorated with Fe3O4 that could act as source of Fe (II) to generate the Fenton reaction when they interact with H2O2. Finally, it was designed a prototype reactor to harness the ability of the nitrogen-doped carobn nanotubes buckypapers for the hydrogen peroxide production in the cathode site and a Fe3O4 decorated buckypaper as the anode for the Fenton reaction, giving to a functional material, promoting the Fenton reaction for the remotion of recalcitrant pollutants from Tijuana’s city wastewater. | |
| CICESE | |
| 2019 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Contreras Bernabe, E. 2019. Diseño de una membrana reactiva para el tratamiento de aguas recuperadas mediante buckypapers. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 85 pp. | |
| TECNOLOGÍA DE AGUAS RESIDUALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| tesis_Contreras Bernabe Enrique_02_dic_2019.pdf | Versión completa de la tesis | 5.09 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |