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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/648| Obtención de Compósitos de Nanopartículas de Dióxido de Titanio Soportadas en Materiales Fibrosos Poliméricos Mediante la Técnica de Hilado por Centrifugación y su Aplicación en Remediación de Agua | |
| Lidi Astrid Yáñez Hernández | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en Tecnología de Polímeros | |
| En la actualidad uno de los problemas más severos y que va en aumento a nivel mundial es
la contaminación de agua por diversas fuentes, ya sean antropogénicas o por fuentes
naturales. Esta problemática se debe; en gran medida, a la acumulación de una o más
sustancias, llamadas contaminantes emergentes (catalogadas como sustancias persistentes
que difícilmente la naturaleza por sí misma es capaz de degradarlas) las cuales, debido a su
acumulación han llegado, en algunos lugares, a concentraciones preocupantes, generando
consecuencias nocivas tanto para el medio ambiente como para la salud de seres vivos en
general.
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Tal es el caso de la contaminación ambiental causada por tintes y/o colorantes,
puesto que trazas de colorantes no biodegradables y altamente tóxicos pueden resultar
perjudiciales para la humanidad.
En este aspecto, cada año se liberan grandes cantidades de
aguas residuales de las industrias de papel, pintura, cuero, cosméticos, farmacéutica y
especialmente de la industria textil; liberando aproximadamente más de 10,000 sustancias
químicas tóxicas, principalmente colorantes y auxiliares de tintura. Estas sustancias
recalcitrantes (que pueden persistir en el medio ambiente durante un largo periodo de tiempo)
se consideran peligrosas, ya que afectan el proceso de división celular de los organismos
vivos y promueven el crecimiento tumoral en la vida marina; además de reducir la
germinación de semillas y el crecimiento temprano de algunos vegetales. Por lo tanto, es
importante que los tintes en las aguas residuales se degraden en su totalidad o que
permanezcan en niveles permitidos por la NORMA 127 antes de la descarga final. En
términos de tratamientos para aguas residuales textiles, los métodos tradicionales, como los
físicos, químicos y electroquímicos, resultan ser costosos y pueden producir contaminantes
secundarios (metabolitos).
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Por lo que surge la necesidad de proponer soluciones
innovadoras, para mitigar la problemática de la contaminación del agua, dirigida
particularmente a la contaminación por colorantes orgánicos.
En este sentido, durante la última década los nanomateriales unidimensionales (1D) como
nanocilindros, nanotubos y nanofibras, han mostrado tener usos potenciales para el
tratamiento de agua. Particularmente, el empleo de nanofibras ha mostrado numerosas
aplicaciones debido a sus propiedades morfológicas únicas. Con respecto a las tecnologías para la producción de fibras nano/submicrométricas, el electrohilado es actualmente la técnica más comúnmente empleada, debido a que es una técnica simple y versátil para fabricar nanofibras unidimensionales; y se ha demostrado que es posible emplearla con diversos materiales como polímeros, cerámicos y compósitos de polímeros, entre otros. Sin embargo, presenta ciertas desventajas relacionadas al uso de alto voltaje y el alto costo asociado para llevar a cabo esta técnica a nivel industrial. Recientemente, Lozano y Sarkar, de la University of Texas Rio Grande Valley (UTRGV), patentaron una técnica innovadora para la elaboración de fibras submicrométricas, denominada Forcespinning®, la cual se basa en la elaboración de fibras mediante fuerza centrífuga. Esta técnica presenta ventajas competitivas sobre el electrohilado convencional ya que se pueden obtener fibras submicrométricas a partir de una solución polimérica o directamente del polímero fundido. Aunado a lo anterior, la alta tasa de producción de fibras (50-100 g h10, la cual es por lo menos dos órdenes de magnitud mayor que los procesos de electrohilado típicos a escala de laboratorio), posicionan al Forcespinning® como una tecnología sustentable, con menor costo asociado, y un medio factible para alcanzar el uso masivo de materiales poliméricos fibrosos en diversas áreas. Por otro lado, los óxidos metálicos tales como el dióxido de titano (TiO2) han demostrado tener la capacidad para ser empleados en el control de la contaminación y tratamiento de aguas residuales, debido a su estabilidad física y química, baja toxicidad, alta resistencia a la corrosión y alta fotoestabilidad. Además, la fotocatálisis con TiO2 ofrece una vía económica e inocua con el medio ambiente para la fotodegradación de colorantes orgánicos, esto aunado a que el TiO2 posee la propiedad bifuncional de actuar como fotocatalizador y adsorbente en presencia de radiación solar y/o UV. Por lo tanto, a fin de mitigar la problemática anteriormente planteada se propone desarrollar investigación aplicada para el diseño y construcción de sistemas para la fotodegradación de contaminantes emergentes en efluentes acuosos, a través de la sinergia de procesos de fotodegradación y/o adsorción empleando nanomateriales compositos poliméricos basados en óxidos metálicos, específicamente TiO2, obtenidos mediante hilado por centrifugación (Forcespinning®). | |
| 2020 | |
| Tesis de licenciatura | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Maestría |
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