Categoría: Revista ACI

ETHERMODYNAMIC AND KINETIC STUDY OF 2´(OH)ACETOPHENONE-Al(III) COMPLEX FORMATION

En este trabajo se realizó un estudio experimental basado en la velocidad de formación, estabilidad y estructura del complejo formado entre el Al(III) y 2´(OH)acetofenona en metanol y etanol usando espectroscopía UV-visible. Fueron estudiadas las influencias de la temperatura (15-35°C), fuerza iónica (1,7×10^-3 – 7,8×10^-3 M) y permitividad relativa del solvente (εr = 24,55 y 32,63) sobre la velocidad de reacción. Aplicando el método de la relación molar, se determinó la formación de un complejo de estequiometría 1:1. Además, fue calculada la constante de formación del complejo en metanol (KC= 6,08×10⁵). Para la reacción de complejación (usando la Teoría del estado de transición) los valores obtenidos fueron: MeOH ΔH‡ 18,7 kcal/mol y ΔS‡ 9,75 cal/K mol, y para EtOH ΔH‡ 23,0 kcal/mol y ΔS‡ 24,9 cal/K mol. Estas experiencias muestran que la velocidad específica de reacción aumenta con el descenso de la permitividad del medio y disminuye cuando la fuerza iónica del medio es mayor.

Abstract

In this work an experimental study based on the structure, stability and formation rate of the complex formed between Al(III) and 2´(OH)acetophenone in methanol and ethanol using UV-visible spectroscopy was carried out. The influences of the temperature (15-35°C), ionic strength (1,7×10^-3-7,8×10^-3 M) and the relative permittivity of the solvent (εr = 24,55 and 32,63) on the reaction rate were studied. A complex of 1:1 stoichiometry was obtained by means of the molar ratio method. The formation complex constant was calculated in methanol (KC= 6,08×10⁵). For the complexation reaction (using the Transition State Theory), the obtained values were: MeOH were ΔH‡ 18,7 kcal/mol and ΔS‡ 9,75 cal/K mol, while in EtOH, they were ΔH‡ 23,0 kcal/mol and ΔS‡ 24,9 cal/K mol. The experiments showed that the specific reaction rate increased when the permittivity was decreased and it was decreased when the ionic strength of the reaction medium was increased.

p-NITROPHENOL PHOTOCATALYSIS ON NANOSTRUCTURED TiO2 FILMS

Se evaluó cinéticamente la actividad fotocatalítica de nanoestructuras de TiO2 soportadas (nanotubos y nanopartículas) en la degradación de p-nitrofenol. Se compararon los resultados con los obtenidos usando nanopartículas en suspensión y el catalizador como película delgada. Los nanotubos se sinterizaron electroquímicamente anodizando titanio metálico en solución de HF; las nanopartículas se sintetizaron por vía química en microemulsión oxidando TiCl4. La degradación se llevó a cabo en un sistema de reacción del tipo flujo intermitente con recirculación, en presencia de luz UV provista por un simulador solar. Se encontró que ambas nanoestructuras degradan al orgánico eficientemente siguiendo el modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood; las nanopartículas soportadas presentan una máxima velocidad de reacción 3.3 veces más rápida que la película delgada; los nanotubos son 2.5 veces más rápidos que las nanopartículas soportadas; y las nanopartículas en suspensión son 1.3 veces más rápidas que los nanotubos.

Abstract

The photocatalytic activity of supported TiO2 nanostructures (nanotubes and nanoparticles) was evaluated kinetically during the p-nitrophenol oxidation. The results were compared with those obtained using nanoparticles in suspension and a thin film of catalyst respectively. The nanotubes were synthesized electrochemically by titanium anodization in HF electrolyte; the nanoparticles were synthesized in microemulsion by TiCl4 chemical oxidation. The degradation was carried out in a flow reaction system with recirculation in presence of UV light provided by a solar simulator. It was found that both nanostructures degrade the organic matter efficiently following the Langmuir-Hinshelwood kinetic model; supported nanoparticles have a maximum reaction rate of 3.3 times faster than the thin film, the nanotubes are 2.5 times faster than the supported nanoparticles, and nanoparticles in suspension are 1.3 times faster than the nanotubes.

pH INFLUENCE IN PHOTO-FENTON PROCESSES USING Fe-PILCs AS CATALYST

En este trabajo se reporta la actividad catalítica de una arcilla pilareada con hierro (Fe-PILC) en la degradación de naranja de metilo mediante la técnica foto-Fenton heterogénea. Se prepararon Fe-PILCs a partir de una arcilla natural empleando diferentes temperaturas de calcinación: 350°C y 500°C. Los sólidos obtenidos se caracterizaron por análisis termogravimétrico y adsorción de nitrógeno, no observándose diferencias significativas de sus parámetros texturales (área específica y volumen de poros). Se estudió la influencia del pH del medio en el proceso catalítico y se verificó que la remoción de naranja de metilo fue efectiva a pH 3 pero no a pH 6. Este comportamiento puede explicarse por cambios en la polaridad de la molécula del colorante que afectan su adsorción sobre la arcilla. A pH 3 se estudió además la influencia de diferentes factores sobre el proceso catalítico.

Abstract

Catalytic activity of iron pillared clay (Fe-PILCs) in the heterogeneous photo-Fenton degradation of methyl orange is reported. Fe-PILCs were prepared from natural clay using different calcination temperatures: 350°C y 500°C. The resulting solids were characterized by thermogravimetric analysis and nitrogen adsorption. No significant differences were observed for textural parameters (specific surface area and pore volume). The influence of the medium’s pH on the catalytic process was studied and it was observed that the removal of methyl orange was successful at pH 3 but not at pH 6. This fact can be explained by changes in the polarity of the dye molecule that affects the dye adsorption on the clay. At pH 3, the influence of different parameters involved in the catalytic process was studied.

CONCENTRATION OF Ge, As AND Hg IN COALS FROM THE NORTHWEST OF VENEZUELA

Se determinó la concentración de Ge, As y Hg en muestras de carbones venezolanos provenientes de los estados Falcón y Lara, aplicándose un procedimiento de preconcentración para la detección de Ge y As y detección mediante ET AAS. El Hg fue determinado mediante CV AFS. La exactitud y precisión de las metodologías de análisis fue evaluada empleando el material certificado de referencia SARM-19. Los contenidos promedios determinados, 0,2, 2,7 y 0,18 μg g-1 para Ge, As y Hg respectivamente, indican que los carbones analizados no se encuentran enriquecidos con Ge, y que su empleo como fuente de energía generaría un bajo impacto ambiental, de acuerdo a las emisiones de As y Hg. Asimismo, se encontró que el contenido de As disminuye en el carbón de acuerdo al nivel de madurez, siguiendo el orden: turba > lignito >bituminoso > antracita.

Abstract

The concentrations of Ge, As y Hg were determined in Venezuelan coal samples from Falcón and Lara states, applying a preconcentration procedure to the detection of Ge and As by ET AAS. Hg was determined by CV AAS. The accuracy and precision of the analysis methodologies were determined using the coal certified reference material, SARM-19. The mean values determined, 0.2, 2.7 y 0.18 μg g-1 for Ge, As and Hg respectively, indicated that the analyzed coal samples are not enriched with Ge, and that their employment as energy source would generate a low environmental impact, according to the emissions of As and Hg. It was also found that the content of As in analyzed coals decreases according to the mature level, following the order: peat > lignite> bituminous > anthracite.

REMOVAL OF FORMALDEHYDE OF AQUEOUS EFFLUENTS USING WET CATALYTIC OXIDATION

Este trabajo aborda la oxidación del formaldehído utilizando catalizadores basados en Ce, que son descritos en la literatura como metales activos en la oxidación de compuestos refractarios y más resistentes a ser lixiviados por la disolución de las especies activas. Se presenta por una parte, la preparación de óxidos puros de Ce o Co y por otra parte, de óxidos mixtos de Ce-Co, a diferentes relaciones molares, presentando todos los catalizadores de Ce (puro y mixtos), el patrón de difracción correspondiente al óxido de cerio (cerianita). La actividad de estos materiales en la eliminación de HCOOH, se estudia en un reactor convencional tipo «slurry», mediante la reacción de oxidación húmeda catalítica (CWO). Tanto la presencia de Ce, como el mayor contenido de éste en el catalizador, favorecen notablemente la remoción del contaminante.

Abstract

This work deals with the oxidation of formaldehyde using catalysts based on Ce, which are described in the literature as active metals in the oxidation of refractory and more resistant compounds to be leached by the dissolution of the active species. Two types of material preparation are presented, on the one hand, pure Ce or Co oxides and on the other hand, mixed oxides of Ce-Co to different molar relationships are prepared, presenting all catalysts for Ce (pure and mixed), the diffraction pattern corresponding to cerium oxide (cerianite). The activity of these materials in the elimination of HCOOH, is studied in a conventional reactor type «slurry» by reaction of catalytic wet oxidation (CWO). Both Ce’s presence, and the major content of this one in the catalyst, notably favors the removal of the pollutant.

DENSITY FUNCTIONAL THEORY APPLIED TO THE STUDY OF THE ADSORPTION AND DISSOCIATION OF MOLECULAR HYDROGEN ON SMALL MOLYBDENUM CLUSTERS

Este trabajo presenta un estudio basado en la Teoría del Funcional de la Densidad, de la adsorción y disociación de hidrógeno molecular sobre pequeños clusters de molibdeno, desde un dímero a un hexámero. Para el mismo se utilizó el funcional de intercambio de Becke y el funcional de correlación de Lee, Yang y Parr, tal como está implementado en el programa ADF. Las funciones base utilizadas son de calidad triple zeta con funciones de polarización. Todas las estructuras fueron optimizadas para distintas multiplicidades de espín hasta encontrar la mínima energía. Se determinaron distancias interatómicas, energías de adsorción y barreras energéticas de los sistemas más estables de la serie MonH2 (n=2-6). Los resultados muestran que las estructuras más estables de los agregados son las que poseen un estado de espín singlete. Se obtuvieron barreras energéticas en todos los casos.

Abstract

Adsorption and dissociation of molecular hydrogen on small molydebnum clusters are studied using tools from the density functional theory. The Becke’s exchange functional and the correlation functional of Lee, Yang and Parr are used. The basis functions used are of triple zeta quality including a set of polarization functions. The calculations are carried out with the ADF program. Geometries are optimized considering both the total electronic energy and the electron spin multiplicity as variables to attain local minima. Interatomic distances, adsorption energy and energy barriers of the stablest systems MonH2, with n = 2-6, are reported. Present results show that the stablest structures of aggregates are characterized by singlet electronic state. Energy barriers for the approach of molecular hydrogen to the metallic clusters are obtained in all cases.

EDFT STUDY OF SMALL MOLYBDENUM AGGREGATES

Este trabajo presenta un estudio basado en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) de pequeños agregados metálicos neutros e iónicos de molibdeno Mon (n=2-6), para el mismo se utilizó el funcional de intercambio de Becke y el funcional de correlación de Lee, Yang y Parr, tal como está implementado en el programa ADF. Las funciones base utilizadas son de calidad triple zeta con funciones de polarización. Se determinaron estructuras geométricas, estados electrónicos, frecuencias vibracionales, energías de atomización, potenciales de ionización y afinidades electrónicas de los sistemas más estables. Los resultados muestran que las estructuras más estables de los agregados son las que poseen un estado de espín singlete para los sistemas con número par de átomos y triplete para los sistemas con número impar de átomos de molibdeno.

Abstract

This work presents a study based on the Density Functional Theory (DFT) of small neuter and ionic metallic aggregates of molybdenum Mon (n=2-6), for this study the functional of exchange of Becke and the functional of correlation of Lee, Yang and Parr were used, just as it is implemented in the ADF program. The basis functions used are of triple zeta quality including a set of polarization functions. Geometric structures, electronic states, vibrational frequencies, atomization of energies, ionization potentials and electronic affinities of the stablest systems are reported. Present results show that the stablest structures of the aggregates are those that possess a singlet electronic state, whereas aggregates with odd number of atoms present a triplet electronic states.