Química (Mag.)
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Item Modificación superficial de fieltro de grafito con nanopartículas de magnetita Fe3O4 para su uso en un sistema electro-Fenton(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-04) Calderón Zavaleta, Sandy Luz; Kong Moreno, Maynard JorgeIn this work, an electro-Fenton system was manufactured for the degradation of aromatic-type contaminants in aqueous pollutants and the simultaneous generation of electrical energy. The system consisted in two chambers (anode and cathode) separated by a Nafion membrane. The electrical energy was generated by anodic oxidation of glucose catalyzed by gold. The cathode was made of graphite felt modified on its surface with magnetite nanoparticles (Fe3O4NPs/GFoxi). The magnetite nanoparticles were impregnated on graphite felt by means of a layer-by-layer self-assembled method that uses polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA) as a polyelectrolyte. In the anodic chamber, a graphite felt surface modified with gold nanoparticles (AuNPs/GF) was used. The nanoparticles were deposited on the surface of this electrode by electrochemical deposition. The electro-Fenton system generated an average output power of 550 mW m-2, which served as a power supply for carry out pollutant degradation process. This system led to the degradation of 0.35 mmol L-1 of hydrogen potassium phthalate (model pollutant) attaining 73.7% of COD decay during 23 h of treatment at pH 3.Item Desarrollo y evaluación de un electrodo de fieltro de grafito modificado con óxido de manganeso-cobalto para su aplicación en la oxidación de As(III) A As(V) en sistemas acuosos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-23) Román Canchari, Cynthia; Kong Moreno, Maynard JorgeLos procesos más eficientes de remoción de arsénico remueven en mayor cantidad el arsénico en forma de arseniato (As(V)) en comparación al arsenito (As(III)), debido a ello, el tratamiento de remoción de arsénico debe incluir una etapa de pre oxidación para convertir el arsenito en arseniato. Es por ello que en la presente tesis, se desarrolla y evalúa un electrodo de fieltro de grafito modificado con óxido de manganeso-cobalto para así aplicarlo en la oxidación de arsénico (III) a arsénico (V) en sistemas acuosos. La preparación de los electrodos se realiza mediante electrodeposición anódica evaluando parámetros como la relación molar Mn/Co, pH, potencial y tiempo de deposición. Se determinó que los parámetros de deposición más favorables para la oxidación de arsénico (III) a arsénico (V) son a 60 min, pH=3, 1,5 V y relación molar de Mn/Co de 5:1. El electrodo modificado es caracterizado mediante voltametría cíclica, espectrofotometría UV-visible por reflectancia difusa, microscopia electrónica de barrido, difracción de rayos X y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier de reflectancia total atenuada. En la evaluación de las condiciones experimentales (pH y potencial de trabajo) para favorecer la oxidación del As(III) a As(V) se determinó que en medios de pH ácidos se favorece la oxidación del As(III) y se encontró menores tiempos de oxidación del As(III) a potenciales de trabajo de 2,5 V. Además, el fieltro de grafito modificado con óxidos mixtos de Mn-Co mostró una mayor efectividad en la oxidación del As(III) a As(V) respecto al fieltro de grafito modificado solo con óxidos de manganeso.Item Estudio de degradación electroquímica de residuos lácteos usando electrodos a base de fieltro grafítico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-22) Obregón Castillo, Lus Renato; Kong Moreno, Maynard JorgeLa presente investigación se basa en la oxidación electroquímica para la degradación de efluentes con residuos lácteos, utilizando electrodos a base de fieltro grafítico directamente o con algunas modificaciones en su superficie, estos ofrecen muchas ventajas con respecto a otros electrodos, ya que son químicamente estables, son buenos conductores eléctricos y tiene una excelente fijación de algunas moléculas en su superficie. Por ello, en esta investigación se compara la eficiencia de diferentes sistemas de celdas en procesos electroquímicos para el tratamiento de muestras sintéticas que simulan el contenido de efluentes residuales de la industria láctea, teniendo como principios la oxidación anódica, y el proceso electro-Fenton. Para los diferentes sistemas de celda, se prepararon muestras sintéticas simulando residuos lácteos, donde se disolvió 8 gramos de leche en polvo en un litro de agua, utilizando las siguientes condiciones: pH 3, un voltaje de 8 V y una densidad de corriente de 140 A/m2 entre los electrodos en contacto con 200 mL de la muestra sintética, y por un tiempo máximo de 4 horas. Se registraron los cambios respecto a los valores iniciales de parámetros representativos para el tratamiento electroquímico en cuestión como, por ejemplo, turbidez, demanda química de oxígeno (DQO), contenido total de proteínas, en intervalos de 1 hora. Bajo las condiciones electrolíticas indicadas anteriormente, se observó que en la celda Fe/fieltro aumenta la eficiencia en la disminución del DQO, turbidez y contenido total de proteínas hasta de niveles de 86,88 %, 85,31 % y 78,91 % (Tabla 22), respectivamente. Esto implica un aumento en la eficiencia de remoción adicional de la demanda química de oxigeno (DQO), turbidez (NTU) y porcentaje total de proteínas de 9,05 %, 3,68%, 11,39% (Tabla 24), respectivamente, comparado a la celda estándar Fieltro / H2SO4 (pH = 3) / Fieltro.Item Influencia de la composición química de arenas y cementos peruanos en el desempeño de aditivos plastificantes para concreto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-05) Samaniego Orellana, Luis Jesús Mijaíl; Kong Moreno, Maynard JorgeLos aditivos, presentes hace mucho tiempo en la tecnología de la construcción, pueden transmitir excelentes propiedades físicas y químicas, teniendo la capacidad de poder ser aplicados en muchos campos, para proporcionar nuevas funciones y características. Y esta es la razón por la cual, los últimos desarrollos en el campo de la construcción, están asociados con la evolución de estos aditivos, siendo necesarios para generar mezclas con alta resistencia a los sulfatos, con un contenido de aire óptimo, entre otras propiedades; manteniendo sin embargo hasta la actualidad como principal función, actuar como agente plastificante, dentro de las mezclas de concreto, retardando la pérdida del slump y de la fragua inicial, a través de complejas interacciones químicas. Y es precisamente por este motivo, que cobra importancia esta investigación, titulada "Influencia de la composición química en los cementos y agregados peruanos, en el rendimiento de los aditivos plastificantes"; ya que de esta manera se puede saber, cómo las características de las principales materias primas del concreto, pueden determinar el rendimiento de los aditivos plastificantes, que se utilizan en ellas; ya que se podría pensar, que debido a sus marcadas características químicas, estos aditivos siempre mostrarán el mismo comportamiento, previsto por el fabri- cante; pero esta investigación demostrará, con los resultados de las pruebas realizadas a estas mezclas, que éstas generalmente varían, incluso con mínimos cambios en la composición del cemento y de los agregados (especialmente en las miles de partículas de arena), que lo componen. Respecto a las arenas, notamos claramente la influencia de su módulo de finura, y de su contenido de arcillas (cuantificado por el método del azul de metileno), sobre el poder plastificante de los aditivos, y en la resistencia que obtendrán los morteros diseñados con ellos; ya que a menor M.F. y %Arcillas, el aditivo mostró una mayor intensidad plastificante dentro de los mor- teros, logrando que estos se vuelvan más fluidos por mayor tiempo, y con mejores resistencias. Respecto a los cementos, se pudo observar, que aquellos con menor contenido de Álcalis y de Aluminato Tricálcico, maximizan el efecto de cada aditivo, ya que éstos presentaron una elevada intensidad plastificante en sus respectivos morteros; logrando que estos se vuelvan más fluidos y por mayor tiempo, además de que en ellos se obtuvieron las mayores resistencias; notándose claramente la influencia que presenta el tipo de cemento, en el comportamiento de los aditivos. Y respecto a los aditivos, se pudo demostrar que el aditivo Naftalenosulfonato, es el que tiene mayor poder plastificante inicial, en casi todos los casos, salvo algunas excepciones; y el aditivo Policarboxilato en cambio, es el que mantiene por mayor tiempo su capacidad de mantener el slump, siendo el único que mantuvo la fluidez y trabajabilidad de cada mortero, por más de 120’. Finalmente, luego de un análisis puntual por cada combinación, se hizo un análisis global de todo el Proyecto; obteniendo conclusiones lógicas, que se podrían aplicar a la vida real; verificando especialmente lo voluble y sensible a los cambios que es el concreto, y más aún los aditivos.Item Evaluación de la deionización capacitiva de NaCl acuoso empleando un electrodo de carbón activado modificado con hexafluorofosfatro de 1-butil-3-metilimidazolio(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-09-04) Otsuka Salinas, Kenjo; Kong Moreno, Maynard JorgeEn el presente trabajo de tesis, se presenta la síntesis, caracterización y aplicación de un electrodo de carbón activado y carbón activado modificado con el líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio en la remoción de cloruro de sodio mediante el proceso de deionización capacitiva (CDI) en soluciones acuosas salinas preparadas de 200, 500 y 1000 ppm y aplicando potenciales de 0,8; 1,0 y 1,2 V. El desarrollo de la tecnología de deionización capacitiva (CDI) para la desalinización de soluciones electrolíticas es un área bastante prometedora, registrándose hasta la fecha múltiples trabajos a escala de laboratorio e industrial. El proceso de deionización capacitiva (CDI) depende directamente de la capacitancia eléctrica de los materiales empleado como electrodos, la humectabilidad de estos, así como el potencial de trabajo aplicado entre los electrodos. Los materiales carbonosos al ser modificados con líquido iónico presentan un incremento de la capacitancia eléctrica, gran estabilidad electroquímica, así como una mejora de la humectabilidad. Ante esto, surge la siguiente interrogante: ¿será posible desarrollar un electrodo que contribuya a la mejora de la remoción de cloruro de sodio en el campo de la deionización capacitiva (CDI)?. Mediante voltametría cíclica se calcula la capacitancia eléctrica del carbón activado modificado y carbón activado; siendo 58,40 F/g y 44,20 F/g, respectivamente. Mediante la medición del ángulo de contacto se obtiene una mejora de la humectabilidad de 112,00° para el electrodo sin modificar a 61,90° para el electrodo modificado. Finalmente, se logra determinar que a una concentración salina de 1240 ppm y un potencial de 1,0 V se obtiene la mayor capacidad de remoción de 13,79 mg/g.Item Verificación teórica y experimental de las monocapas auto-ensambladas de Bromoalquilo en superficies hidrogenadas de Si(100)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-07-09) Obregón Rodríguez, Yris del Pilar; Kong Moreno, Maynard JorgeLa formación de monocapas orgánicas auto-ensambladas en superficie de silicio es una alternativa prometedora para el desarrollo de nuevos materiales, cuyas propiedades fisicoquímicas controlan la estructura electrónica, de manera que puedan ser usados como componentes electrónicos en biosensores, diodos orgánicos, dispositivos de almacenamiento de memoria, fotodetectores y sensores ópticos, entre otras aplicaciones diversas. Gracias a la gran estabilidad energética en los enlaces covalentes de Si-C, se logra verificar mediante modelos teóricos la predicción de los ángulos de contacto de la adsorción sobre monocapas de compuestos orgánicos en superficies hidrogenadas de Si(100). Para ello se procede experimentalmente a la hidrosililación del óxido natural de la superficie de Si(100), seguida de las respectivas adiciones térmicas de 10-bromo-1-deceno y 11-bromo-1-undeceno. Tanto en la estructura del óxido natural, en el caso de la hidrosililación, como en ambas alquilaciones, las superficies obtenidas fueron estudiadas mediante microscopía de fuerza atómica y medición del ángulo de contacto. Las imágenes por microscopía muestran la aparición de estructuras morfológicamente diferenciadas entre las superficies de SiO2, Si-H, Si-C10H20-Br y Si-C11H22-Br. El análisis del ángulo de contacto experimental entre las muestras ya mencionadas registra ángulos menores a 10,0° para una superficie de SiO2, ángulos mayores a 90,0° para superficies de Si-H (pasivadas), y ángulos entre 70,0°-80,0° para las monocapas alquílicas depositadas. Los resultados experimentales obtenidos mediante mediciones del ángulo de contacto guardan una buena correlación con aquellos obtenidos teóricamente mediante el método de Young y el método Fowkes, los cuales se basan en la distribución de fuerzas intermoleculares presentes en cada superficie tratada. En conclusión, el análisis mediante estos métodos teóricos constituye una herramienta útil para comprobar la formación de las monocapas de haluros de alquilo sobre superficies de silicio, complementándose muy bien con la observación experimental mediante microscopía y medición del ángulo de contacto.Item Degradación de ácido palmítico en medio acuoso mediante el uso de fieltros de granito modificados(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-07) Castro Angulo, Angel Giuliano; Kong Moreno, Maynard JorgeEn el presente trabajo de tesis se degrada ácido palmítico mediante peroxicoagulación. Como primera etapa del trabajo de investigación se preparan los electrodos mediante la electrodeposición de hierro en fieltro de grafito. Para ello se utiliza la sal de Mohr como electrólito precursor en medio ácido. En la segunda etapa se electrogenera peróxido de hidrógeno a diferentes densidades de corriente mediante una celda electrolítica compuesta por un electrodo de fieltro recubierto con hierro como cátodo, y un electrodo del fieltro sin modificar como ánodo. Se introduce oxígeno medicinal en el cátodo para ayudar a la electro-generación del peróxido de hidrógeno. Se mide las concentraciones de peróxido de hidrógeno por permanganometría y se determina que son afectadas por la densidad de corriente aplicada. En la tercera etapa del trabajo se realiza la degradación del ácido graso en forma de emulsión a diferentes densidades de corriente. La degradación se cuantifica mediante la medición de turbidez y DQO. En la degradación del ácido graso se logra reducir la DQO en algunos casos desde 654,83 mg O2/L hasta 28,87 mg O2/L, y en el caso de la turbidez se reduce desde 88 NTU hasta 1,93 NTU. Se caracteriza microscópicamente por SEM-EDS el fieltro de grafito recubierto con hierro. Mediante espectroscopía de absorción atómica, se logra cuantificar tanto la cantidad de hierro depositada sobre el fieltro grafítico, así como la que se desprende de este fieltro. Por voltametría cíclica se muestra la capacidad de este electrodo de generar irreversiblemente peróxido de hidrógeno. Por difracción de rayos X se determina la estructura interna del recubrimiento depositado en el fieltro de grafito.Item Evaluación de la resistencia a la corrosión en probetas de acero estructural A36 recubiertas de pintura con nanopartículas de óxido de Zinc(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-08) Córdova Paz, Carlos Hernán; Kong Moreno, Maynard JorgeEl presente trabajo de investigación tuvo como objetivo de estudio realizar una evaluación de la resistencia a la corrosión mediante el ensayo de niebla salina en acero estructural A36 recubiertas de pintura alquídica incorporando nanopartículas de óxido de zinc. Se utilizaron nano ZnO industriales, las cuales fueron caracterizadas por espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia UVvisible, microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de rayos X (DRX). Se realizó la incorporación de nanopartículas de óxido de zinc en la pintura alquídica en porcentajes en peso de 0,5; 1,5 y 3,0. La evaluación de la incorporación de estás nanopartículas sobre el sustrato metálico se realizó por FTIR, SEM-EDS y DRX. Finalmente, se realizó el ensayo de corrosión acelerada de niebla salina, con una exposición de solución salina de NaCl al 5.0%w. Los resultados de la caracterización de las nano ZnO indicaron que las nanopartículas muestran la estructura cristalina hexagonal tipo wurtzita, sensibilidad a la luz UV-vis con banda característica en el espectro ultravioleta, y en el caso del FTIR mostrón una manda característica en el rango de 400-500cm-1. La incorporación de nano-ZnO de concentración en la pintura alquídica de 0,5% w mostró un mejor aspecto superficial a comparación de 1,5 y 3,0 %w que mostraron un aspecto más rugoso. La mayor resistencia a la corrosión la mostró la concentración de 1.5% w de nano-ZnO en el ensayo de corrosión acelerada de niebla salina.Item Modificación de electrodos de fieltro de grafito con nanoaleaciones de Cu y Ag para aplicaciones en procesos electro-fentón(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-10-18) Grandez Arias, Fernando; Kong Moreno, Maynard JorgeEn la presente tesis de maestría se reporta la preparación, caracterización y evaluación de electrodos de fieltro de grafito modificados con nanoaleaciones de Cu-Ag (NPs Cu- Ag), para su aplicación en procesos electro Fenton. El fieltro de grafito fue caracterizado mediante voltametría cíclica (VC), para evaluar su comportamiento electroquímico, encontrándose una mejor eficiencia al ser activado en un rango de voltaje de -2 a 2 V. Los electrodos activados fueron tratados mediante electro oxidación en presencia de HNO3 1 M y luego se caracterizaron mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR). Los electrodos tratados fueron modificados mediante la deposición de NPs Ag, Cu y Cu-Ag, en medio ligeramente ácido, mediante el método de amperometría de pulso diferencial (DPA). La presencia de las NPs se confirmó mediante análisis por UV-vis de reflectancia difusa. El análisis estructural y morfológico se llevó a cabo mediante difracción de rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido (SEM). La evaluación de los electrodos en procesos Fenton se llevó a cabo mediante la determinación de la cantidad de H2O2 producida luego de 1 h de tratamiento, a valores de pH de 3, 7 y 10 y empleando voltajes de -1, -2 y -3 V. Se encontró que a voltajes entre -1 y -2 V, los electrodos modificados para la producción de H2O2 presentan una eficiencia por debajo de la de los electrodos tratados con HNO3, y que a -3 V, la eficiencia de los electrodos activados se multiplica solo por un factor 1,4 (40 %), mientras que la de los electrodos modificados se multiplica por factores entre 3 – 8,7, dependiendo de la relación Cu:Ag y del pH. Finalmente se determinó que es posible modificar el pH al cual se produce la máxima cantidad de H2O2, variando la proporción molar Cu:Ag.Item Desarrollo de un electrodo modificado por electropolimerización de azul de metileno y su aplicación para la determinación de dipirona(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-10-18) Mesa Landeo, Ruddy Lucía; Kong Moreno, Maynard JorgeEn la presente tesis se describe la preparación, caracterización y uso del electrodo modificado poli (azul de metileno)/electrodo de carbón vítreo para la cuantificación de dipirona en solución acuosa. La modificación del electrodo con polímero de azul de metileno se desarrolló por electropolimerización en el rango potencial de -0.75 hasta 1V vs. SCE por 30 ciclos. El film polimérico depositado en la superficie del electrodo fue estudiado por técnicas como voltametría cíclica, microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS). El electrodo modificado poli(azul de metileno)/electrodo de carbón vítreo mostró buena respuesta electrocatalítica para el fármaco dipirona en comparación a un electrodo sin modificar, con el incremento de su corriente de oxidación que se emplea para su cuantificación en soluciones acuosas. Bajo condiciones óptimas, el rango lineal de análisis fue de 2x10-4mol/L hasta 5x10-3 mol/L concentración de dipirona y el límite de detección fue de 1x10-4mol/L de dipirona.