Síntesis de bionanocompositos elaborados a partir de fibras celulósicas modificadas y nanopartículas de óxidos metálicos, y evaluación de su actividad en la decoloración de agua residual de la industria textil

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dc.contributor.advisorCombariza Montañez, Marianny Yajaira
dc.contributor.advisorGutierrez Pineda, Eduart Andres
dc.contributor.authorSánchez Moreno, Juan David
dc.date.accessioned2024-03-04T00:46:52Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:46:52Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractFurcraea spp, comúnmente conocida como fique, es una planta endémica de los andes que tradicionalmente ha sido usada como material para la fabricación de productos artesanales. Hoy en día ha ganado importancia en la ciencia colombiana debido a su funcionalidad como fuente renovable de biomasa. En estudios previos nuestro grupo de investigación ha demostrado que el fique funciona como una óptima matriz para la fabricación de bionanocompósitos con aplicación en la degradación de colorantes usados en la industria textil. Sin embargo, la desorción de nanopartículas parece ser el principal problema durante la aplicación de estos materiales, lo que genera una baja tasa de reúso. En esta investigación consideramos una modificación en la superficie de la celulosa como un procedimiento adecuado para mejorar la interacción química entre la matriz y las nanopartículas. El procedimiento inicia con la deslignificación de las fibras de fique con el objetivo de obtener fibras de celulosa limpia, las cuales son altamente porosas y poseen elevada densidad de grupos hidroxilo, lo cual las hace aptas para modificaciones químicas. Posteriormente la superficie de las fibras -carbonildiimidazol y posterior anclaje de una diamina alifática. Análisis por espectroscopia infrarroja, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X y caracterización termogravimétrica permitieron confirmar la formación de un enlace carbamato en la superficie de la celulosa y demostraron la presencia de grupos amina sobre las fibras. Posteriormente, se soportaron nanopartículas de óxido de manganeso y mediante microscopía electrónica de barrido se estudió la morfología y composición química de estos bionanocompósitos. Finalmente se evaluó el bionanocompósito en la catálisis heterogénea de soluciones modelo de índigo carmín y se determinó que a pH 3 y pH 5 el material tiene la capacidad de decolorar porcentajes superiores al 90% y 80% después de 10 ciclos de uso, respectivamente.
dc.description.abstractenglishFurcraea spp, commonly known as fique, is an endemic Andean plant that traditionally has been used as raw material for manufacturing of craftwork and artisanal products. Nowadays it has gained importance in local Colombian science because of its functionality as a renewable biomass source. In previous studies, our research group has shown that fique work as optimal matrix in the bionanocomposite with application in wastewater dye degradation. However, nanoparticles leaching appears to be the main problem during the application of these materials, generating short life cycles of use. In this research, we considered a surface modification as one of the most appropriate procedures to enhance the chemical interaction between cellulose and nanoparticles. The procedure starts with the delignification of the Fique fibers to obtain clean cellulose fibers, which expose a highly porous and elevated hydroxyl group density on its surface, therefore makes them suitable for chemical modifications. Later, the fibers surface was -carbonildiimidazole and later aliphatic diamine anchoring. Fourier Transformed Infrared Spectroscopy, Thermal characterization and X-ray Photoelectron Spectroscopy analysis confirmed the formation of a carbamate bond on the cellulose surface and proved the presence of amine groups over the fibers. Subsequently, manganese oxide nanoparticles were deposited and by scanning electron microscopy the morphological and chemical composition of the bionanocomposite were studied. Finally, the bionanocomposite was evaluated in the heterogeneous catalysis of model indigo carmine solutions and it was determined that at pH 3 and pH 5 the material has the ability to discolor in percentages higher than 90% and 80% respectively even after 10 cycles of use.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameQuímico
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/20.500.14071/40497
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programQuímica
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectFibras Natrales
dc.subjectFique
dc.subjectCelulosa
dc.subjectModificación Superficial
dc.subjectBionanocompósitos.
dc.subject.keywordNatural Fibers
dc.subject.keywordFique
dc.subject.keywordCellulose
dc.subject.keywordSuperficial Modification
dc.subject.keywordBionanocomposite.
dc.titleSíntesis de bionanocompositos elaborados a partir de fibras celulósicas modificadas y nanopartículas de óxidos metálicos, y evaluación de su actividad en la decoloración de agua residual de la industria textil
dc.title.englishSynthesis of bionanocomposites made from modified cellulosic fibers and metal oxide nanoparticles, and evaluation of their activity in the decoloration of textile industry wastewater *
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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