Síntesis de un polímero reticulado basado en γ-ciclodextrina funcionalizado con nanopartículas de CuO como potencial material para la remoción de contaminantes orgánicos en medio acuoso
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2025Metadata
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Díaz Valenzuela, Carlos Manuel
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Síntesis de un polímero reticulado basado en γ-ciclodextrina funcionalizado con nanopartículas de CuO como potencial material para la remoción de contaminantes orgánicos en medio acuoso
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Abstract
En la actualidad, existe un gran interés en generar soluciones para los problemas
presentes en la sociedad. Los contaminantes orgánicos, como colorantes, son utilizados
ampliamente en diversos procesos industriales, formando parte integral de las aguas
residuales, causando un daño permanente en el entorno. La eliminación efectiva y rápida
de estos contaminantes ha sido motivo de preocupación en todo el mundo debido a su
alta toxicidad y permanencia en agua superficiales, lo que afecta al ecosistema de
muchas maneras. En los últimos años, se ha estudiado el diseño y la síntesis de
materiales de alta eficiencia, bajo consumo energético y rentables capaces de adsorber,
separar y/o degradar varios contaminantes del agua. Por esto, se han desarrollado
materiales adsorbentes, fotocatalizadores o materiales bifuncionales basados en
macromoléculas y fotocatalizadores para la eliminación de diferentes colorantes.
En esta tesis de magíster se busca mejorar la eficacia del material del tipo nanoesponjas
y fotocatalizadores en la eliminación de colorantes, por lo que en este trabajo se utiliza
un nuevo polímero reticulado basado en γ-CD (NS) y tetrafluoroftalonitrilo (TFPN) como
agente reticulante funcionalizado con CuO-NPs en la eliminación de azul de metileno
(AM) y la influencia de distintos parámetros como pH, tiempo de contacto, concentración
inicial de AM en la capacidad de adsorción del material. Se analizaron las isotermas de
adsorción y cinéticas para identificar el posible mecanismo de adsorción, la capacidad
adsorbente del NS3 y NS3/CuO-NPs y el efecto de la CuO-NPs en la
fotodegradación/adsorción de AM.
Se confirmó la obtención de los materiales adsorbentes propuestos mediante diversas
técnicas de caracterización como Espectroscopía UV-Visible, Espectroscopía Infrarroja
con Transformada de Fourier (FT-IR), Análisis Termogravimétrico (TGA), Microscopía Electrónica de Barrido y de Transmisión de Alta Resolución (SEM y HR-TEM),
Espectroscopía de Fotoelectrones Emitidos por Rayos X (XPS), Difracción de Rayos X
(XRD), Análisis superficial BET. Currently, there is great interest in generating solutions for the problems present in
society. Organic pollutants, such as dyes, are widely used in various industrial processes,
becoming an integral part of wastewater and causing permanent damage to the
environment. The effective and rapid removal of these pollutants has been a concern
worldwide due to their high toxicity and persistence in surface waters, which affects
ecosystems in many ways. In recent years, the design and synthesis of highly efficient,
energy-saving, and cost-effective materials capable of adsorbing, separating, and/or
degrading various water pollutants have been studied. Consequently, adsorbent
materials, photocatalysts, or bifunctional materials based on macromolecules and
photocatalysts have been developed for the removal of different dyes.
This master's thesis aims to improve the efficiency of nanosponge and photocatalyst-type
materials in dye removal. For this work, a new crosslinked polymer based on γ-CD (NS)
and tetrafluorophthalonitrile (TFPN) as a crosslinking agent functionalized with CuO-NPs
was used for the removal of methylene blue (MB) and to study the influence of different
parameters such as pH, contact time, and initial MB concentration on the material's
adsorption capacity. Adsorption isotherms and kinetics were analyzed to identify the
possible adsorption mechanism, the adsorption capacity of NS3 and NS3/CuO-NPs, and
the effect of CuO-NPs on the photocatalytic/adsorption degradation of MB.
The proposed adsorbent materials were confirmed using various characterization
techniques such as UV-Visible spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy
(FT-IR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning and High-Resolution Transmission Electron Microscopy (SEM and HR-TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), X ray Diffraction (XRD), and BET surface análisis
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Tesis para optar al título de Magíster en Ciencias Químicas
Identifier
URI: https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/203414
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