Síntesis de nanopartículas de plata depositadas in situ en disilicato de litio para su uso como catalizador

El agua cumple un papel importante en la industria como materia prima en sus procesos y medio de remoción de sus residuos, provocando una variación negativa en las características del recurso hídrico. Entre las industrias presentes en Colombia, el sector textil genera una serie de problemas ambientales por la carga de colorantes utilizado en el área de teñido. El p-nitrofenol es uno de los principales colorantes responsables de efectos nocivos en el agua porque produce su eutrofización, formación de compuestos recalcitrantes y la disminución del oxígeno disuelto (OD). En este trabajo de investigación, se realizó la síntesis de tres tipos de nanopartículas de plata (AgNPs) depositadas in situ en disilicato de litio para evaluar su actividad catalítica en la reducción del p-nitrofenol (4NP) a p-aminofenol (AP) con borohidruro de sodio. Al finalizar la reducción, se realizó un monitoreo usando la técnica de espectroscopia infrarroja a la solución catalizada, observándose picos característicos que indicaban la presencia del 4AP tales como: un pico de tensión asimétrico del enlace N-H a 3400 cm-1 y en la región de 1800 cm-1 los picos característicos de aromáticos para-sustituidos, indicando la presencia del 4AP. Además, se observó que las AgNPs reducen el 4NP de un 80 al 100% en un tiempo de entre 8 y 39 minutos, dependiendo del tipo de AgNPs sintetizado. Las AgNPs fueron caracterizadas con dispersión dinámica de luz (DLS), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS), confirmando que las AgNPs tienen un tamaño que oscila entre los 15.6 y 30 nm; y además permanecen adsorbidas en la superficie del disilicato de litio. Los resultados muestran que los sistemas propuestos son una alternativa para el pre-tratamiento de compuestos recalcitrantes del agua.

Water plays an important role in industry as a raw material in its processes and as a means of removing its waste, causing a negative variation in the characteristics of the water resource. Among the industries present in Colombia, the textile sector generates a series of environmental problems due to the load of dyes used in the dyeing area. P-nitrophenol is one of the main dyes responsible for harmful effects in water because it produces eutrophication, formation of recalcitrant compounds and the reduction of dissolved oxygen (DO). In this research work, three types of silver nanoparticles (AgNPs) deposited in situ in lithium disilicate were synthesized to evaluate their catalytic activity in reducing p-nitrophenol (4NP) to p-aminophenol (AP) with sodium borohydride. At the end of the reduction, a monitoring was performed using the technique of infrared spectroscopy to the catalyzed solution, observing characteristic peaks that indicated the presence of 4AP such as: a peak of asymmetric tension of the N-H bond at 3400 cm-1 and in the region of 1800 cm-1 the characteristic peaks of aromatic para-substituted, indicating the presence of 4AP. In addition, it was observed that the AgNPs reduce the 4NP from 80 to 100% in a time between 8 and 39 minutes, depending on the type of AgNPs synthesized. The AgNPs were characterized with dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), confirming that the AgNPs have a size ranging from 15.6 to 30 nm; they also remain adsorbed on the surface of lithium disilicate. The results show that the proposed systems are an alternative for pre-treatment of recalcitrant water compounds

Químico Ambiental

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