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Titre:	DESARROLLO DE FILTROS POR IMPRESIÓN 3D DE ÁCIDO POLILÁCTICO - DIÓXIDO HETEROGÉNEADE TITANIO - CLINOPTILOLITA PARA FOTOCATÁLISIS
Auteur(s):	JIMÉNEZ ORDÓÑEZ, DUNIA DEL CARMEN
Date de publication:	2019-02-27
Editeur:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Querétaro
Description:	En la actualidad, la contaminación del aire, causada por compuestos inorgánicos como los óxidos de nitrógeno (NOx), representa un grave problema principalmente es sitios urbanos, donde incluso bajas concentraciones de contaminantes pueden causar graves daños a la salud de sus habitantes. Una importante razón que contribuye a este problema, es de que la limpieza del aire urbano es difícil de llevar a cabo por métodos tradicionales. Este trabajo propone el diseño y producción de filtros fotocatalíticos como respuesta a este problema ambiental. El filtro fotocatalítico fue desarrollado utilizando ácido poliláctico (PLA) como matriz y reforzado con dióxido de titanio (TiO2) y dióxido de titanio-clinoptilolita (Clin-TiO2), utilizando tres porcentajes de refuerzo (1%, 5% y 10% w/w). El filtro fue diseñado en forma de cilindro para introducir dentro de él una lámpara de lápiz UV y obtener una irradiación radial, que sea capaz de producir una degradación fotocatalítica. El diseño elegido tiene la forma de quince paletas inspiradas en un plano aerodinámico, con un ángulo de inclinación de veinticinco grados, para una menor resistencia al flujo de gas. Los filtros se fabricaron mediante impresión 3D FDM (modelado por deposición fundida) mediante dos técnicas: 1) introduciendo las partículas de TiO2 en el filamento de PLA; 2) aspersando Clin-TiO2 entre las capas de PLA durante la impresión para mantener la porosidad en el material compuesto intacta. La difracción de rayos X se empleó para confirmar que la estructura de la zeolita fuera clinoptilolita, y la presencia de anatasa (84.99%) en el TiO2, porque es la fase fotocatalítica más eficiente. La caracterización de espectroscopia infrarroja de Clin-TiO2 mostró las bandas características de la clinoptilolita y el estiramiento O-Ti-O, que evidencia la adherencia de las partículas de TiO2 sobre la superficie de la clinoptilolita, pero sin formación de enlaces primarios entre la clinoptilolita y el semiconductor y, por lo tanto, que su interacción es simplemente de naturaleza física. Sin embargo, el espectro UV-Vis de Clin-TiO2 mostró un cambio batocrómico y un aumento en la absorbancia en comparación con el espectro de TiO2, lo cual indica una posible interacción electrónica, que podría generar nuevos estados de energía permitidos que posiblemente aumenten la fotocatálisis. El análisis infrarrojo de los compuestos de PLA-TiO2 y PLA-Clin-TiO2 sugirió que el biopolímero actúa como soporte y, por lo tanto, no obstruye las reacciones de óxido-reducción. La morfología se evaluó mediante microscopía electrónica de barrido y se pudo observar que el TiO2 presentaba aglomeraciones esferoides y que los compósitos Clin-TiO2 presentan una estructura porosa, con el TiO2 uniformemente dispersado en su superficie. El diseño del filtro y la dispersión de semiconductores a través de la matriz de biopolímero, principalmente en la superficie expuesta a la corriente de gas, permiten un flujo e interacción adecuados entre el gas contaminado y el fotocatalizador, por lo que se espera un buen rendimiento fotocatalítico. Se llevaron a cabo pruebas de fotodegradación de los filtros y resultados del análisis indican que los filtros poliméricos se degradarán lentamente de afuera hacia adentro y seguirán reaccionando con su ambiente hasta que su estructura se destruya por completo; comportamiento que es ideal para remediación de corrientes gaseosas contaminadas.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Collection(s) :	MAESTRÍA EN INGENIERÍA

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