Dye Degradation by Heterogeneous and Homogeneous Photocatalysis Processes. A Scaled-up Approach for a CPC Solar Reactor

González-Pereyra, D.; Rodríguez, Luis Mario González; Villanueva-Rodríguez, Minerva; Alonso-Segura, D.; Aba-Guevara, Cinthia G.; Sanjuan-Galindo, R.; Ramos-Delgado, Norma Alicia

doi:10.1007/s11244-022-01692-5

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“…The pilot plant was studied and designed as tertiary module, to be put downstream of primary and secondary processes in WWTPs, specifically to face the problem of emerging pollutants. Different works reported in literature show different models of pilot plants (González-Pereyra et al 2022 ; Merino-Mantilla et al 2019 ); among the proposed ones, the most suitable was identified as the compound parabolic collector (CPC) solar photo-reactor (González-Pereyra et al 2022 ; Sousa et al 2012 ) which presents advantageous light-gathering properties and well-known design methodology (Luna-Sanguino et al 2020 ). The prototype, shown in Figure S1 , consists of a 1 L reactor (A), placed above a magnetic plate (B), and subjected to vigorous magnetic stirring.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Synthesis and characterization of TiO2-based supported materials for industrial application and recovery in a pilot photocatalytic plant using chemometric approach

Ghibaudo,

Ferretti,

Al-Hetlani

et al. 2024

Environ Sci Pollut Res

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In this contribution, the performance of powdered titanium dioxide (TiO2)–based photocatalysts was evaluated in a pilot photocatalytic plant for the degradation of different dyes, with an investigated volume of 1 L and solar simulated light as irradiation source. Five different samples, synthesized in our laboratories, were tested in the pilot plant, each consisting of TiO2 nanoparticles (NPs) coupled with a different material (persistent luminescent material and semiconductor material) and treated in different thermal conditions. All synthesized samples have been subjected to X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Brunauer–Emmett–Teller analysis (BET), and transmission electron microscopy (TEM) characterization, to shed light on the influence of introducing other materials on titania characteristics. To study and evaluate the significance of the parameters affecting the process in the pilot plant, a chemometric approach was applied, by selecting a mathematical model (D-Optimal) to simultaneously monitor a large number of variables (i.e., 7), both qualitative and quantitative, over a wide range of levels. At the same time, the recovery of the synthesized photocatalysts was studied following a novel promising recuperation method, i.e., annulling the surface charge of the suspended samples by reaching the isoelectric point (pHPZC) of each sample, for the quantitative precipitation of TiO2 nanoparticles. Graphical Abstract

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Synthesis and characterization of TiO2-based supported materials for industrial application and recovery in a pilot photocatalytic plant using chemometric approach

Ghibaudo,

Ferretti,

Al-Hetlani

et al. 2024

Environ Sci Pollut Res

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“…Además, algunos fotocatalizadores pueden ser activados con radiación de mayor longitud de onda y de menor energía correspondiente al espectro visible (400-700 nm) (Bora & Mewada, 2017). Los catalizadores empleados en los procesos de fotocatálisis heterogénea son generalmente óxidos metálicos de vanadio, cromo, titanio, zinc estaño y/o cesio (Khan, Adil, & Al-Mayouf, 2015) Se ha observado que el dióxido de titanio comercial (TiO2 Evonik P25) solo o en conjunto con otro material presenta eficiencias significativas en la degradación de compuestos como colorantes (González-Pereyra, et al, 2022), pesticidas (Moctezuma, Zamarripa, & Leyva, 2003), medicamentos (Acosta, Moctezuma, López de la O, Leyva, & Zermeño, 2022) (Moctezuma, Leyva, Aguilar, Luna, & Montalvo, 2012) e incluso plástico (Kawai & Sakata, 1981). El TiO2 (Evonik P25) es un catalizador de junta heterogénea de dos fases de óxidos de titanio, rutilo y anatasa, y presenta actividad fotocatalítica a la luz UV (λ < 390 nm), este catalizador es de bajo costo y no tóxico, además de ser químicamente estable para realizar estudios cinéticos y evaluar los mecanismos de degradación de compuestos orgánicos modelo y medicamentos del tipo NSAID, como ketoprofeno (Acosta, Moctezuma, López de la O, Leyva, & Zermeño, 2022), paracetamol (Moctezuma, Leyva, Aguilar, Luna, & Montalvo, 2012) y diclofenaco (Lara-Pérez, et al, 2020), en concentraciones desde 20 hasta 100 ppm.…”

unclassified

Degradación Fotocatalítica de Naproxeno con TiO2 Evonik-P25 y BaTiO3

Daniela¹,

Ilse²,

Brenda³

et al. 2022

Handbook Ingeniería Y Materiales Aplicados Al Medio Ambiente TI

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Los medicamentos han sido clasificados como contaminantes emergentes y su presencia en aguas naturales y residuales se ha visto incrementada en los últimos 20 años, además los sistemas de tratamiento convencionales no resultan eficientes en su depuración ocasionando un fuerte problema ambiental. En este sentido, se ha reportado que la fotocatálisis heterogénea presenta altas eficiencias en la degradación de contaminantes orgánicos en agua, por lo cual en este trabajo se estudió la degradación fotocatalítica del Naproxeno (NPX), medicamento antiinflamatorio no esteroideo, en un rango de concentración de 10 a 100 ppm utilizando como catalizador TiO2 Evonik-P25, radiación UV y oxígeno. Las muestras de la reacción fotocatalítica se analizaron por espectrofotometría de UV-visible y Carbón Orgánico Total (COT), y en conjunto con un proceso de extracción, se analizaron los posibles intermediarios por FTIR. El perfil de degradación, obtenido de los espectros de UV-vis, muestra la degradación del NPX en la solución después de 2h de reacción, indicando la formación de compuestos que no absorben en el rango del UV-vis. Los datos de COT confirman la mineralización del NPX, los porcentajes fueron superiores al 73% en todo el rango de concentraciones evaluadas. El análisis por FTIR indica que la posible ruta de degradación del NPX sea por la generación de grupos polihidroxilados que resultan de la apertura de los anillos aromáticos produciendo compuestos más sencillos de cadena corta. La fotodegradación de Naproxeno también fue estudiada empleando BaTiO3, el cual se sintetizó exitosamente por una reacción en estado sólido. El catalizador se caracterizó mediante análisis DRX, Reflectancia Difusa y SEM. El BaTiO3 presentó actividad fotocatalítica bajo luz UV a bajas concentraciones de NPX, el compuesto perdió la aromaticidad después de 7h de reacción, sin embargo, se observó una mineralización más baja en comparación con el TiO2.

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Enhanced degradation of ciprofloxacin in water using ternary photocatalysts TiO2/SnO2/g-C3N4 under UV, visible, and solar light

Escareño-Torres,

Pinedo-Escobar,

De Haro-Del Río

et al. 2023

Environ Sci Pollut Res

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Dye Degradation by Heterogeneous and Homogeneous Photocatalysis Processes. A Scaled-up Approach for a CPC Solar Reactor

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Synthesis and characterization of TiO2-based supported materials for industrial application and recovery in a pilot photocatalytic plant using chemometric approach

Synthesis and characterization of TiO2-based supported materials for industrial application and recovery in a pilot photocatalytic plant using chemometric approach

Degradación Fotocatalítica de Naproxeno con TiO2 Evonik-P25 y BaTiO3

Enhanced degradation of ciprofloxacin in water using ternary photocatalysts TiO2/SnO2/g-C3N4 under UV, visible, and solar light

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