Síntesis y evaluación de un composito de grafeno y zno como fotocatalizador en la degradación de contaminantes fenólicos

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dc.contributor.advisorMejía Ospino, Enrique
dc.contributor.advisorCabanzo Hernández, Rafael
dc.contributor.authorContreras Toloza, Wilmar Antonio
dc.date.accessioned2024-03-04T01:25:17Z
dc.date.available2021
dc.date.available2024-03-04T01:25:17Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractEn este trabajo se realizó una comparación entre el óxido de grafeno (GO: Graphene Oxide) y el grafeno oxidado selectivamente en los bordes (EGO: Edge Graphene Oxide) como intensificadores de la actividad fotocatalítica del ZnO en la degradación de fenol, 2nitrofenol y 2clorofenol en medio acuoso. EGO se ha obtenido modificando la relación oxidante/grafito, la temperatura y el tiempo de reacción respecto del método de oxidación química usado en la síntesis del GO. Estos materiales fueron funcionalizados con partículas de ZnO empleando el método solgel, obteniéndose los compositos ZnO@GO y ZnO@EGO con distintas cargas del respectivo derivado grafénico. La estructura y propiedades de cada material se han verificado mediante las técnicas FTIRATR, Fluorescencia, DRX, SEM, EDX, XPS y UVVIS. La actividad fotocatalítica del ZnO y los compositos sintetizados fue determinada irradiándolos en dispersión dentro de soluciones de cada compuesto fenólico, usando luz UV. Mediante un diseño experimental compuesto central 22 se determinó que el ZnO exhibe actividad fotocatalítica alta cuando este material fue dispersado en agua junto cada fenol por separado a concentraciones de 1g/L y 10mg/L respectivamente; así, esta condición fue tomada como referencia para la evaluación de los compositos. El ZnO@EGO de 0.5% en EGO presento incrementos de 20.3%, 20.0% y 88.2% en las constantes cinéticas de degradación del fenol, 2nitrofenol y 2clorofenol respectivamente, no obstante, el ZnO@GO de 1% en GO mostró resultados similares indicando que se requirió del doble en masa de GO para igualar el efecto que EGO alcanzo en la intensificación de la actividad fotocatalítica del ZnO. La evidencia mostró que el origen del aumento en la actividad fotocatalítica de los compositos mencionados se debe a la transferencia de electrones fotoinducidos desde el ZnO hacia los derivados de grafeno inhibiendo la recombinación del par electrón/hueco y produciendo mayor cantidad de radical hidroxilo y anión radical superóxido; esta interacción ha sido de mayor intensidad en el ZnO@EGO debido a que el óxido metálico interactúan más fuertemente con este derivado grafénico. 1
dc.description.abstractenglishIn this work, a comparison between graphene oxide (GO: Graphene Oxide) and graphene selectively oxidized at the edges (EGO: Edge Graphene Oxide) was made, both used as enhancers of ZnO photocatalytic activity in phenol, 2nitrophenol, and 2chlorophenol degradation in aqueous medium. EGO has been obtained by modifying oxidant/graphite ratio, temperature, and reaction time, related to chemical oxidation method used in GO synthesis. These materials were functionalized with ZnO particles using solgel method in order to obtain ZnO@GO and ZnO@EGO composites with different charges of respective graphene derivative. The structure and properties of each material have been verified by FTIRATR, Fluorescence, DRX, SEM, EDX, XPS, and UVVIS techniques. The photocatalytic activity of ZnO and synthesized composites was determined by UV irradiation in dispersions within solutions of each phenolic compound. Since a 22 central compound experimental design, ZnO exhibited high photocatalytic activity when this material was dispersed in water together with each phenol separately at 1 g/L and 10 mg/L concentrations respectively. Whereby, this condition was taken as a reference for the evaluation of composites. ZnO@EGO(0.5%) presented increases of 20.3%, 20.0%, and 88.2% in degradation kinetic constants of phenol, 2nitrophenol, and 2chlorophenol respectively; however, ZnO@GO(1%) gave similar results indicating that twice the mass of GO was required to match the effect that EGO achieved in enhancing the photocatalytic activity of ZnO. The evidence showed that increase in the photocatalytic activity of mentioned compounds is due to photoinduced electrons transfer from ZnO towards graphene derivatives, inhibiting the recombination of electron/hole pair and producing a greater amount of hydroxyl radical and anion radical superoxide. This interaction has been more intense in ZnO@EGO because the metallic oxide interacts more strongly with this graphene derivative. 4
dc.description.degreelevelEspecialización
dc.description.degreenameEspecialista en Docencia Universitaria
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/20.500.14071/42117
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyCentro para el Desarrollo de la Docencia Universitaria - CEDEDUIS
dc.publisher.programEspecialización en Docencia Universitaria
dc.publisher.schoolCentro para el Desarrollo de la Docencia Universitaria - CEDEDUIS
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.subjectGrafeno
dc.subjectZnO
dc.subjectComposito
dc.subjectFotocatalizador
dc.subjectFenol.
dc.subject.keywordGraphene
dc.subject.keywordZnO
dc.subject.keywordComposite
dc.subject.keywordPhotocatalizer
dc.subject.keywordPhenol.
dc.titleSíntesis y evaluación de un composito de grafeno y zno como fotocatalizador en la degradación de contaminantes fenólicos
dc.title.englishSynthesis and Evaluation of a Graphene and ZnO as Photocatalizer in the Degradation of Phenolic Contaminants.4*
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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