Obtención de dióxido de titanio dopado con hierro mediante lixiviación ácida de arenas negras de ilmenita para su potencial aplicación en procesos fotocatalíticos

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dc.contributor.advisorCórdoba Tuta, Elcy María
dc.contributor.advisorHenao Martínez, José Antonio
dc.contributor.authorVergara Arrieta, Alejandro
dc.contributor.authorParra Rangel, Cristian Fabián
dc.contributor.evaluatorRentería Rincón, Isaías Andrés
dc.contributor.evaluatorGonzales Arias, Camilo Ernesto
dc.date.accessioned2024-11-13T13:31:12Z
dc.date.available2024-11-13T13:31:12Z
dc.date.created2024-11-11
dc.date.issued2024-11-11
dc.description.abstractEste trabajo de investigación aborda un estudio de lixiviación ácida de mineral de ilmenita para la obtención de dióxido de titanio dopado con hierro (TiO2-Fe) con el fin de evaluar su actividad fotocatalítica. La primera etapa consistió en la purificación de un pre-concentrado de arenas negras, provenientes de Barbacoas-Nariño, mediante separación por tamices; seguida de una etapa de concentración magnética en seco. Este concentrado fue sometido a un proceso de molienda por una hora donde se trabajó con todo el mineral pasante del tamiz con abertura de 75 µm. Posteriormente se llevó a cabo un proceso de lixiviación con ácido clorhídrico donde se estudió el efecto de las principales variables como: concentración de ácido, cantidad de agente reductor y tiempo de lixiviación. Las condiciones que permitieron obtener la mayor disolución de hierro corresponden a la mayor concentración de ácido clorhídrico (7.5 M) y la mayor cantidad de agente reductor agregado (0 g), de esta manera se obtuvo un sólido de TiO2-Fe con un alto grado de pureza. Posteriormente a los materiales sintetizados (TiO2-Fe) se les evaluó su actividad fotocatalítica mediante pruebas de oxidación de naranja de metilo bajo radiación de luz visible y UV; para esta etapa se partió de una solución con una concentración de 5 ppm con adición de peróxido de hidrógeno, los resultados demostraron que los sólidos obtenidos de TiO2-Fe eran fotoactivos bajo luz visible y se alcanzó un porcentaje degradación de hasta 99.88% en un tiempo de 90 minutos. Finalmente, los sólidos obtenidos fueron caracterizados por diferentes técnicas como: difracción de rayos x (XRD), Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia de energía dispersa (EDS) y Espectroscopia de reflectancia difusa UV-Vis; esta caracterización comprobó que se pudo obtener TiO2-Fe con un alto grado de pureza y como consecuencia se redujo el ancho de banda lo cual aumentó la actividad fotocatalítica de los sólidos obtenidos en comparación con la ilmenita.
dc.description.abstractenglishThis research work addresses a study of acid leaching of ilmenite ore to obtain iron doped titanium dioxide (TiO2-Fe) in order to evaluate its photocatalytic activity. The first stage consisted of the purification of a preconcentrate of black sands from Barbacoas-Nariño by separation through sieves; followed by a dry magnetic concentration stage. This concentrate was subjected to a grinding process for one hour where all the mineral passing through the sieve with an opening of 75 µm was worked on. Subsequently, a leaching process with hydrochloric acid was carried out where the effect of the main variables such as: acid concentration, amount of reducing agent and leaching time were studied. The conditions that allowed obtaining the highest iron dissolution correspond to the highest concentration of hydrochloric acid (7.5 M) and the highest amount of reducing agent added (0 g), in this way a TiO2-Fe solid with a high degree of purity was obtained. Subsequently, the synthesized materials (TiO2-Fe) were evaluated for their photocatalytic activity by means of methyl orange oxidation tests under visible light and UV radiation; for this stage, a solution with a concentration of 5 ppm was started with the addition of hydrogen peroxide, the results showed that the obtained TiO2-Fe solids were photoactive under visible light and a degradation percentage of up to 99.88% was reached in a time of 90 minutes. Finally, the solids obtained were characterized by different techniques such as: X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersed Energy Spectroscopy (EDS) and UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy; This characterization confirmed that TiO2-Fe could be obtained with a high degree of purity and, as a consequence, the bandwidth was reduced, which increased the photocatalytic activity of the solids obtained compared to ilmenite.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Metalúrgico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponameEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44639
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyIngeniería Metalúrgica
dc.publisher.programIngeniería Metalúrgica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
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.subjectLixiviación
dc.subjectfotocatálisis
dc.subjectTiO2
dc.subjectdopaje
dc.subjecthierro
dc.subjectilmenita
dc.subjectnaranja de metilo
dc.subject.keywordLeaching
dc.subject.keywordphotocatalysis
dc.subject.keywordTiO2
dc.subject.keyworddoping
dc.subject.keywordiron
dc.subject.keywordilmenite
dc.subject.keywordmethyl orange
dc.titleObtención de dióxido de titanio dopado con hierro mediante lixiviación ácida de arenas negras de ilmenita para su potencial aplicación en procesos fotocatalíticos
dc.title.englishIron-doped titanium dioxide obtained by acid leaching of ilmenite black sands for potential application in photocatalytic processes
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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