Procesos fenton y foto-fenton para el tratamiento de aguas residuales de laboratorio microbiológico empleando Fe2O3 soportado en nanotubos de carbono
Datum
2014Autoren
García Herrera, Julián CamiloHerausgeber
Pontificia Universidad Javeriana
Fakultät
Facultad de Ciencias
Programm
Microbiología Industrial
Erhaltener Titel
Microbiólogo (a) Industrial
Typ
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Zusammenfassung
En el presente trabajo de grado, se sintetizaron catalizadores de Fe2O3 soportados sobre nanotubos de carbono (NTC) para el proceso Fenton y foto-Fenton empleados en el tratamiento de aguas residuales de práctica microbiológica contaminadas con colorantes y microorganismos patógenos. Los nanotubos de carbono se obtuvieron por la técnica de Deposición Catalítica en Fase Vapor usando un catalizador de Ni, Cu y Al a 700 ºC. Se estudió el efecto del flujo de gas reactivo, el uso de gas diluyente y el tiempo de reacción en el rendimiento de la producción de NTC. Los catalizadores (1, 3 y 5 % de Fe) se obtuvieron por la técnica de impregnación húmeda incipiente. Los NTC y los catalizadores soportados se caracterizaron mediante Análisis Próximo, Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y de transmisión (Oturan), Espectroscopía Dispersiva de Rayos X (EDS), Raman y Difracción de Rayos X (XRD). Los ensayos catalíticos fueron realizados en reactores batch operados a temperatura ambiente para los cuales se planteó un diseño factorial 33 para la selección de variables en donde se evaluaron la concentración de H2O2, la masa del catalizador y el porcentaje de hierro nominal del catalizador. Posteriormente, se realizaron experimentos en función del tiempo con los tratamientos que presentaron los mejores resultados. Se evaluó el porcentaje de disminución de color y de Carbono Orgánico Total (COT) y la inactivación de E.coli. Los resultados indicaron que hay un incremento del rendimiento en la producción de nanotubos de carbono con el incremento del flujo de gas reactivo y una disminución respecto del tiempo de operación del proceso. Se obtuvieron nanotubos de carbono de pared múltiple y nanofibras de carbono tipo bambú La media de los diámetros corresponde a 44,0 nm ± 15,8 y las longitudes a 237,0 nm ± 146,2. Los catalizadores de Fe2O3 soportados sobre los nanotubos de carbono presentaron distribución homogénea de la fase activa con tamaño de cristalito de Fe2O3 entre 8 y 10 nm.
Abstrakt
In this undergraduate thesis, Fe2O3 catalysts on carbon nanotubes (NTC) were synthesized for the Fenton and photo-Fenton reaction in order to treatment of wastewater form microbiological labs containing dyes and pathogens. Carbon nanotubes were obtained by the catalytic Vapour Deposition technique at 700 ° C using a catalyst of Ni, Cu and Al. The effect of reactant gas flow, the use of diluent gas and the reaction time was studied. The catalysts (1, 3 and 5 % of Fe) were obtained by the incipient wetness impregnation technique. The NTC and the supported catalysts were characterized by Proximal Analysis, Scanning Electron Microscopy (SEM) and transmission (TEM), X -ray Dispersive Spectroscopy (EDS), Raman and X-ray diffraction (XRD). The catalytic tests were conducted in a batch reactor operated at room temperature, a 33 factorial design was employed in order to select the variables, the H2O2 concentration, the mass of the catalyst and the Fe nominal content were studied. Subsequently, experiments as a function of time with the treatments that showed the best results were performed. The percentage color and Total Organic Carbon abetement and the inactivation of E.coli was assessed.
Schlüsselwörter
Nanotubos de carbonoKeywords
Carbon nanotubes
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