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UNIVERSIDAD DE El SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA DE OCCIDENTEDEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Presentado por: MSc. Erick MéndezBr. Michelle Lemus SalazarBr. Claudia Novoa Acuña
Degradación Fotocatalítica Selectivaen Dispersiones Acuosas de ZnO
Índice de Contenido
1. Introducción
2. Sección Experimental
3. Resultados y Discusión
4. Conclusiones
5. Agradecimientos
Introducción
1. Actividad fotocatalítica del TiO2
2. Uso del ZnO como fotocatalizador
3. Fotodegradación de compuestos orgánicosdisueltos en agua
4. Fotoreducción de iones metálicos en soluciones acuosas
Fig. 1 Diagrama esquemático de los procesos que ocurrenen una reacción fotocatalítica
Sección Experimental
1. Soluciones acuosas de 100 ml que contienen el 2-nitrófenol y 0.1 g de fotocatalizador, ZnO se Irradian con luz solar o artificial (lámpara de arco de Xenón 150 W).
2. El estudio cinético se lleva a cabo muestreando 3 ml de solución a diferentes intervalos de tiempo, se centrifugan las alícuotas para separar el ZnO y luego se mide haciendo uso deun espectrofotómetro la concentración residual del 2-nitrófenol
Resultados y Discusión
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
190 240 290 340 390 440 490 540
Longitud de Onda (nm)
Absorb
ancia
t = 0 mint = 2 mint = 4 mint = 6 mint = 10 mint = 20 mint = 30 mint = 50 minT = 60 mint = 90 min
Fig. 2. Espectro de absorción de solución 2-nitrofenol a 30 ppm a diferentestiempos de irradiación en presencia de ZnO
Fig. 3 Cinética de fotodegradación de solución a 30 ppm de 2-Nitrofenol seguida a 410 nm en la presencia de 1 g/L ZnO
y = 0.4561e-0.0209x
R2 = 0.9993
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 20 40 60 80Tiempo (min)
Abso
rban
cia
Fig. 4 Cinética de fotodegradación de solución a 30 ppm de 2-Nitrofenol seguida a 280 nm en la presencia de 1 g/L ZnO
y = 0.7164e-0.0162x
R2 = 0.9821
0.00.10.20.30.40.50.60.70.8
0 20 40 60 80
Tiempo (min)
Abs
orba
ncia
Fig.5 Cinética de fotodegradación de solución a 30 ppm de 2-Nitrofenol seguida a 216 nm en la presencia de 1 g/L ZnO
y = 1.6357e-0.0064x
R2 = 0.9979
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0 20 40 60 80
Tiempo (min)
Abso
rban
cia
Fig. 6 Cinética de fotodegradación de solución a 30 ppm de 2-Nitrofenol seguida a 190 nm en la presencia de 1 g/L ZnO
y = 2.6374e-0.0061x
R2 = 0.9762
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0 20 40 60 80Tiempo (min)
Abso
rban
cia
Grupo funcional
Coeficiente de velocidad
Relación de Coeficientes
Porcentaje de Fotodegradación
a 1 h
NO2 0.0209 min-1 1 71
OH 0.0162 min-1 1.29 60
Benceno 0.00625 3.26 30
Relaciones Cinéticas de la Degradación Selectiva
Conclusiones
1.De los resultados presentados, notamos que la fotodegradaciónde la molécula del 2-nitrófenol presenta un carácter selectivo por elorden en el cual los grupos funcionales son oxidados a diferentes
velocidades.
2. Los procesos fotocatalíticos se podrían controlar usando un control cinético de reacción y obtener productos deseados.
3. Se puede aplicar la selectividad de los procesos fotocatalíticos a reacciones de oxidación en síntesis orgánica.
Agradecimientos
1.Al Consejo de Investigaciones de la Universidad de El salvador CIC-UES por el soporte financiero para el desarrollo de la investigación.
2. Departamento de Química de la Facultad Multidisciplinaria de Occidente por facilitarnos las facilidades de laboratorio.