Detalle Proyecto- Sistema de Información VIIS

Evaluación de arcillas modificadas con cobalto en la oxidación catalítica de materia orgánica natural a pH neutro con radicales sulfatos (SRs)

Código: 2284 • Estado: Prorroga Extraordinaria

Investigador Principal Luis Alejandro Galeano

Facultad Ciencias Exactas y Naturales

Departamento Química

Resumen del Proyecto En las últimas décadas se han venido desarrollando los procesos de oxidación avanzada (AOPs) basados en radicales hidroxilos (HO.); sin embargo, solo durante los últimos 10 años se ha comenzado a explorar su utilidad en la degradación de materia orgánica natural (MON), lo cual mejoraría los sistemas tradicionales de purificación de agua para el consumo humano, disminuyendo indirectamente la formación de compuestos carcinogénicas, como los subproductos de desinfección. Pese a los muy buenos resultados que se han reportado a pH ácido, la eficiencia decrece a valores de pH cercanos a la neutralidad por diversas razones. Por otra parte, de más reciente desarrollo y estudio son los procesos de oxidación avanzada basados en radicales sulfatos (?SO?_4^(.-)) (SR-AOP), los cuales presentan interesantes ventajas frente a los AOPs basados en los radicales hidroxilo; quizá una de las más relevantes en el ámbito de la producción de agua para consumo humano, sea su operación eficiente en un rango de pH más amplio (2,0 - 8,0), facilitando su potencial aprovechamiento en la purificación de agua a gran escala.
Se ha reportado que los SR-AOPs son procesos activados catalíticamente con una alta eficiencia por sólidos con óxidos de cobalto. Sin embargo, dado que los SR-AOPs son procesos relativamente nuevos, no se encuentran reportes en la literatura sobre la activación de los oxidantes persulfato (PS) o peroximonosulfato (PMS), típicos precursores de los radicales sulfatos, empleando catalizadores a base de arcillas. Estos son minerales muy atractivos gracias a su estructura laminar nanoporosa, amplia disponibilidad y bajo costo. Además, son muy escasos los reportes de literatura científica sobre la preparación y caracterización de arcillas pilarizadas con Al/Co; más aún, no se encuentra documentada la preparación de óxidos de cobalto nano-encapsulados en arcillas pilarizadas con Al (Al-PILC). Estos materiales podrían brindar no solo una elevada respuesta catalítica en la activación del proceso SR-AOP, sino también una apropiada estabilidad química del cobalto frente a la lixiviación química bajo las condiciones agresivamente oxidantes de la reacción.
Por lo tanto, en el presente proyecto se plantea investigar la modificación de una arcilla colombiana con cobalto mediante dos procesos: (i) pilarización con oligocationes mixtos de Aluminio/Cobalto y (ii) homoionización intensiva de una Al-PILC con cobalto y crecimiento in-situ de óxidos de cobalto nanoencapsulados. Para el primer caso, además, se optimizarán con herramientas estadísticas, las condiciones que permitan la obtención de estos materiales con las mejores propiedades fisicoquímicas y catalíticas, a partir de precursores altamente concentrados que facilitarían enormemente su preparación a escala piloto e industrial.
Por último, se optimizará la respuesta catalítica del sólido más promisorio en la degradación de fenol mediante el proceso SR-AOP, y se evaluarán tales condiciones en la degradación de materia orgánica natural (MON) presente en agua del río Pasto, principal fuente de abastecimiento de agua del acueducto de Pasto. Se determinará adicionalmente el cambio en la toxicidad aguda del agua tratada sobre Daphnia magna, como indicador global del cambio en la calidad del agua tratada y su potencial efecto de implementarse como complemento del proceso de potabilización convencional.

Convocatoria Docente 2020

Grupos de Investigación

Nombre	Línea	Clasificación
Salud Pública	Promoción de la salud y prevención	Categoría A1
Grupo de Investigación en Materiales Funcionales y Catálisis	Tecnologías para el tratamiento y recuperación de agua y aire	Categoría A

Equipo Investigador

Nombre	Tipo
Arsenio Hidalgo Troya	INT
Ana María García	INT

Estudiantes

Nombre	Programa Académico
JAMES STITH TEPUD RODRÍGUEZ	Química
OMAR JOSÉ COTAZO MOSQUERA	Química
Karol Isabella Tello Burbano	Química

Prórrogas asignadas

Tipo Acto Administrativo	No.	Tipo	Fecha	Nueva Fecha Terminación
Acuerdo	0268	i	27/10/2023	06/11/2024