http://repositorio.ugto.mx/handle/20.500.12059/4355 Thu, 09 Apr 2026 06:42:22 GMT 2026-04-09T06:42:22Z http://repositorio.ugto.mx/handle/20.500.12059/6077 Title: Estudio del proceso tipo electro-Fenton en presencia de ácido hipocloroso generado electrocatalíticamente y Fe(II) durante la incineración de compuestos farmacéuticos en soluciones acuosas Authors: MARIA FERNANDA MURRIETA CHAGOLLAN Contributor: JOSE LUIS NAVA MONTES DE OCA Abstract: La crisis de agua que se tiene actualmente a nivel mundial ha llevado a la búsqueda de soluciones que contribuyan a disminuir su contaminación. Actualmente existe una amplia variedad de contaminantes orgánicos persistentes (COPs) detectados en el ambiente, dentro de los que se encuentran los compuestos farmacéuticos. Estos compuestos son considerados como contaminantes emergentes ya que actualmente no se tiene una regulación que limite su eliminación, resultando una fuente de contaminación difícil de prevenir. En este sentido, es importante el desarrollo de tecnologías que permitan su eliminación teniendo como principal objetivo disminuir los efectos negativos que estos pueden ocasionar. Una alternativa prometedora para la eliminación de esta clase de contaminantes son los procesos electroquímicos de oxidación avanzada (PEOAs), cuya capacidad de eliminación de COPs ha sido ampliamente estudiada, mostrando buenos resultados. Este trabajo trata sobre el estudio de un proceso Tipo Fenton donde el peróxido de hidrógeno (H2O2) de la reacción de Fenton convencional es sustituido por ácido hipocloroso (HClO) para la generación de radicales hidroxilo (•OH) en el seno de la solución. Este proceso se empleó para el tratamiento de dos antibióticos, Sulfametoxazol (SMX) y Norfloxacino (NFX). Previo a los ensayos de degradación se planteó el modelo para la acumulación de HClO resolviendo las ecuaciones de transporte de masa acopladas a las ecuaciones de potencial y corriente. Los resultados obtenidos de las simulaciones se validaron con datos experimentales obtenidos de pruebas de acumulación de HClO en una planta de flujo equipada con un reactor FM01-LC acoplado a un tanque de recirculación, en estas pruebas se utilizó un ánodo de óxidos metálicos Ti|Ir-Sn-Ru, un cátodo de acero inoxidable y se colocó un promotor de turbulencia en el espacio entre electrodos. De la solución del modelo planteado fue posible obtener la distribución de concentración a lo largo del canal, correspondiente a la concentración en el seno de la solución, además, se obtuvo la distribución de la concentración en las zonas cercanas al electrodo de trabajo. De este análisis se observaron gradientes de concentración más significativos en dirección al ánodo, donde la especie electroactiva es consumida por la reacción electroquímica. Asimismo, se obtuvo la influencia de la reacción secundaria de evolución de oxígeno en las eficiencias de corriente, mostrando que un 75% de la corriente es atribuido a dicha reacción. Los mejores resultados en términos de acumulación de HClO y eficiencias de corriente se obtuvieron para una concentración inicial de 35 mM Cl-, una densidad de corriente de 20 mA cm-2, obteniendo valores de 12.2 mM HClO y una eficiencia del 23%. La degradación del SMX se llevó a cabo mediante el proceso tipo electro-Fenton empleando una lámpara UVA. Las pruebas fueron realizadas para el tratamiento de 3 L de una solución de concentración 0.208 mM NFX (25 mg L-1 COT), empleando dos medios de composición 35 mM NaCl + 25 mM Na2SO4 y 15 mM NaCl + 45 mM Na2SO4, a pH 3, a un flujo de 180 L h-1 . En estos estudios se evaluó la influencia de la densidad de corriente y la concentración de catalizador, obteniendo una máxima eliminación de COT del 59% a j = 15 mA cm-2 y 0.4 mM Fe2+ y una concentración de 15 mM NaCl. Por otro lado, se llevó a cabo la degradación del compuesto NFX mediante el proceso tipo electro-Fenton haciendo uso de la luz solar como fuente de radiación UVA. Los ensayos se realizaron empleando un medio de composición 15 mM NaCl + 45 mM Na2SO4, evaluando la influencia de la densidad de corriente, la concentración de catalizador y la concentración inicial de NFX. Asimismo, se realizaron estudios comparativos de degradación mediante los procesos oxidación anódica (OA-HClO), electro-Fenton (EFHClO) y fotoelectro-Fenton (FEF-HClO). Por último, se llevó a cabo la degradación del NFX empleando agua residual real proveniente de un tratamiento secundario. Una mayor eliminación se obtuvo a una densidad de corriente de 15 mA cm-2 y 0.4 mM Fe2+ alcanzando una remoción de COT de 46% con una eficiencia de corriente del 34%. Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT http://repositorio.ugto.mx/handle/20.500.12059/6077 2021-01-01T00:00:00Z http://repositorio.ugto.mx/handle/20.500.12059/4799 Title: Study on Mos2 Nanosheets for Desalination and Heavy Metals Removal from Water Authors: QINGMIAO WANG Abstract: MoS2-based nanosheets hold great potential in some flexible and low-cost applications for the removal of heavy metal ions and desalination from water due to their excellent electrochemical activity, mechanical and thermal stability, high surface area and abundant negatively charged surfaces, etc. This work studies the properties and mechanisms of MoS2 nanosheets as solar absorbers for solar desalination, as electrode materials for capacitive deionization (CDI) and as adsorbents for heavy metals removal. Meanwhile, some progress has been made to overcome the specified difficulties facing MoS2 nanosheets in these applications. The details of the experimental and results are displayed below. Three elaborate and promising designs of MoS2 nanosheets as the solar absorbers for solar desalination were provided in this work: (I) Magnetic MoS2 nanosheets as recyclable photo-absorbers for high-performance solar steam generation. The magnetic MoS2 nanosheets showed a superhigh solar absorption of over 96% within the whole wavelength range of 200-2500 nm. As a result, a high evaporation efficiency of up to 79.2% under the low illumination of 2.5 kW m-2 was achieved. In addition, the magnetic MoS2 nanosheets not only showed the long-term well dispersion in aqueous solution due to the introduction of hydrophilic PDA but also exhibited a fast and effective separation from aqueous solution with the help of the decorating nano Fe3O4, which much benefited to the continuously efficient solar steam generation and its good recyclability, respectively. (II) Nanoscale MoS2 embed in 3D double-layer structure for high-efficiency solar desalination. With low cost, facile construction pathway and good mechanical flexibility, the MPU-PPU evaporator simultaneously exhibited high evaporation efficiency of 85% under a low illumination of 1.0 kW m−2 and superhigh evaporation efficiencies over 90% under higher solar illumination (1.5–2.5 kW m−2), which outperformed many other reported advanced materials for solar desalination. (III) Facile preparation of high-quality 3D MoS2 aerogel for highly efficient solar desalination. This 3D MoS2 aerogel has an excellent light-absorbing efficiency of over 95% within the whole solar spectrum range, enabling the high evaporation efficiency of 88.0% under low solar irradiation of 1.0 kW m-2 and superhigh evaporation efficiencies of over 90% under the slightly enhanced solar irradiation of 1.5-3.0 kW m-2 as well as the remarkable desalination performance. In addition, the excellent mechanical stability of this MoS2 aerogel renders it to be reused for at least 10 cycles with stable water productivity. Despite MoS2 nanosheets has already been used in CDI, their poor water wettability remained as one of the primary weaknesses for MoS2 nanosheets being used in CDI. In this case, the hydrophilic MoS2/polydopamine (PDA) nanocomposites have been used as the electrode to enhance the capacitive deionization performance. Consequently, MoS2 modified by PDA for 4 h (MoS2/PDA-4) could exhibit not only lower inner resistances due to its better wettability but also much higher specific capacitance because of the incorporation of electroactive PDA compared to original MoS2, resulting in the enhanced electrosorption rate (less than 9 min) and desalination capacity (14.80 mg g-1). MoS2 nanosheets were used as adsorbents to remove Cd (II) from water. The strong complexation between Cd2+ and the intrinsic S planes was proposed for the high adsorption of Cd2+ on MoS2 nanosheets. Aiming at overcoming the difficulty of solid-liquid separation which severely restricted the practical applications of nanoscale MoS2, the mussel-inspired Fe3O4@polydopamine (PDA)-MoS2 core−shell nanospheres were prepared and used as the adsorbent for the removal of Pb2+ from water. As a result, the as-prepared nanocomposites not only exhibited a high adsorption capacity of Pb2+ but also showed an easy and fast separation from aqueous solutions within 120 s by an external magnet as well as a facile regeneration by general acid treatment. Wed, 01 Jul 2020 00:00:00 GMT http://repositorio.ugto.mx/handle/20.500.12059/4799 2020-07-01T00:00:00Z