Efecto del tratamiento alcalino de ilmenita natural sobre sus características superficiales, comportamiento fotoelectroquímico y afinidad por el CO2 para su conversión fotocatalítica

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dc.contributor.advisorPedraza Avella, Julio Andrés
dc.contributor.advisorCañas Martínez, Diana Marcela
dc.contributor.advisorVázquez Samperio, Juvencio
dc.contributor.authorVera Peña, Jennifer Ximena
dc.contributor.evaluatorMorales Valencia, Édgar Mauricio
dc.contributor.evaluatorAcevedo Peña, Próspero
dc.date.accessioned2025-08-28T14:42:25Z
dc.date.available2025-08-28T14:42:25Z
dc.date.created2025-08-24
dc.date.issued2025-08-24
dc.description.abstractEn el presente trabajo se modificó ilmenita natural proveniente de un depósito colombiano de arenas negras mediante impregnación en soluciones acuosas de hidróxidos (NaOH, KOH) o carbonatos (Na2CO3, K2CO3) a diferentes concentraciones (1,0; 3,0; 5,0 % p/p). Las mediciones de potencial Z y distribuciones de afinidad protónica permitieron identificar la modificación de los grupos hidroxilo superficiales tras el tratamiento alcalino. Los resultados en mención fueron confirmados mediante espectroscopia FTIR que, a su vez, evidenciaron la presencia de aniones carbonato y bicarbonato en los materiales obtenidos usando soluciones de carbonatos. Se evidenció mediante espectros XPS de alta resolución Na 1s, K 2p y O 1s los enlaces Na-O y K-O. Las isotermas de fisisorción de CO2 mostraron la mejora en la capacidad de adsorción de dióxido de carbono tras el tratamiento alcalino, en relación con, el aumento en la disponibilidad sitios ácidos de Lewis (Na+, K+), el grado de hidroxilación y iones carbonato/bicarbonato en superficie. Las pruebas fotocatalíticas se llevaron a cabo en agua ultrapura, donde, se evidenció la formación de compuestos C2 y C3, como: el ácido fórmico, butanol y ácido acético; en la fase líquida de la reacción mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. En dichos materiales, se identificó el desplazamiento en la posición de las bandas puede inferir la presencia de niveles energéticos adicionales que impedirían la recombinación del par e-/h+ y favorecer la formación de productos derivados del carbono.
dc.description.abstractenglishIn this work, natural ilmenite obtained from a Colombian black sand deposit was modified by impregnation with hydroxides (NaOH, KOH) or carbonates (Na2CO3, K2CO3) in aqueous solution, using different concentrations (1.0, 3.0, 5.0 wt.%). Zeta potential measurements and proton affinity distributions allowed to identify the modification on the surface hydroxyl groups induced by the alkali treatment. These results were confirmed by FTIR spectroscopy, which also evidenced the presence of carbonate and bicarbonate ions in the materials obtained using carbonate solutions. Na-O and K-O binding in modified materials were confirmed by Na 1s, K 2p and O 1s XPS HR spectra. CO2 physisorption isotherms showed the improvement on CO2 adsorption capability after alkali treatment given by the increasing on Lewis acid sites availability (Na+, K+), hydroxylation grade and/or carbonate and bicarbonates ions added on the surface. Photocatalytic tests were carried out in ultrapure water, where the formation of C2 and C3 compounds like formic acid, butanol and acetic acid in the liquid phase of the reaction was evidenced by GC/MS. In those materials, it was also evidenced a band gap displacement could infer the presence of additional energy levels that could avoid electron-hole recombination and favour the formation of carbon products.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002008190
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46048
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectIlmenita natural
dc.subjectFeTiO3
dc.subjectTratamiento alcalino
dc.subjectMétodo de impregnación húmeda
dc.subjectFotoreducción de CO2
dc.subject.keywordNatural Ilmenite
dc.subject.keywordFeTiO3
dc.subject.keywordAlkali Treatment
dc.subject.keywordWet Impregnation Method
dc.subject.keywordCO2 Photoreduction
dc.titleEfecto del tratamiento alcalino de ilmenita natural sobre sus características superficiales, comportamiento fotoelectroquímico y afinidad por el CO2 para su conversión fotocatalítica
dc.title.englishEffect of alkaline treatment of natural ilmenite on its surface characteristics, photoelectrochemical behavior and affinity for CO2 for its photocatalytic conversion
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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