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This research examines the incorporation of CuO and TiO2 nanoparticles into polypropylene or cotton fabrics to develop reusable personal protective equipment. Different preparation methods are applied to anchor the nanoparticles and avoid leaching. The composition and preparation of fabrics are verified by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Optical properties are assessed by diffuse reflectance spectroscopy and photoluminescence. The results show that for a low ratio of CuO to TiO2, the optical properties improve, reducing bandgap energy and the electron-hole pair recombination rate. Photodegradation of methylene blue increases by 22.8% in polypropylene fabrics and up to 350% in cotton fabrics. In conclusion, photoactivity in polypropylene fabrics is 23.7 times higher than in cotton fabrics, since the preparation method controls the loading of active species [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The increase in pollution, using photocatalytic materials to degrade organic pollutants remains in force. ZnO is the most used semiconductors for photocatalytic applications. The oriented growth of nanostructures on substrates or seed layers (SL) improves the physical and chemical properties compared to the bulk-grown material. In this work, the photocatalytic efficiency of ZnO nanorods and nanoflowers was evaluated, obtained by hydrothermal growth (HG) over SL deposited by the spin-coating technique (SCT). The characterizations results showed two types of growth: 1D nanostructures with a dimension in the range of 400–1000 nm and diameters of 70–100 nm, and 1D microstructures with approximate 5–11 μm length and diameters of 1–2 μm. However, in the 7 SL system, micro prisms were generated, which led to the formation of 3D nanostructures (micro flowers) of ZnO with a maximum of 6 μm in diameter. The system with 1D and 3D ZnO nanostructures, grown in 7 SL, was the most efficient methylene blue degradation. Achieving 100% transformation in 120 min, with a rate constant of 2.98 × 10−2 min−1. The results show that the SCT deposit combined with the sol–gel method and HG produces 1D and 3D structures with high potential in photocatalytic degradation. Resumen: El aumento de la contaminación, el empleo de materiales fotocatalíticos para degradar contaminantes orgánicos continúa vigente. El óxido de zinc (ZnO) es el semiconductor más utilizado para aplicaciones fotocatalíticas. El crecimiento orientado de nanoestructuras sobre capas semillas (SL) mejora las propiedades físicas y químicas comparado con el material crecido en bulto. En este trabajo se evaluó la eficiencia fotocatalítica de nanovarillas y nanoflores de ZnO obtenidas por crecimiento hidrotérmico (HG) sobre SL depositadas por la técnica spin coating (SCT). Los resultados de las caracterizaciones mostraron dos tipos de crecimiento: nanoestructuras 1D con dimensiones en el rango de 400 a 1.000 nm y diámetros de 70 a 100 nm, y microestructuras 1D con longitud aproximada de 5 a 11 μm y diámetros de 1 a 2 μm. Sin embargo, en el sistema de 7 SL se generaron microprismas orientados, generando nanoestructuras 3D (microflores) con un diámetro máximo de 6 μm. Este sistema fue el más eficiente en la degradación de azul de metileno. Degradando de 100% en 120 min, con una constante de velocidad de 2,98 x 10-2 min-1. Los resultados indican que la SCT combinada con el método sol-gel y el HG produce estructuras 1D y 3D con alto potencial de degradación fotocatalítica.

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The treatment of landfill leachate requires processes that efficiently remove the different contaminants present in this type of liquid waste. To treat this type of waste, a great diversity of biological processes has been used, which take advantage of the capacity to transform the different components of the liquid medium into biomass; however, these processes have limitations due to the intrinsic characteristics of the leachate. In recent years, the integration of biological processes with Advanced Oxidation Processes has been promoted, which would significantly reduce the toxic characteristics of these wastes to comply with the legal conditions to be discharged into the environment without causing damage. In this work, the authors present a review (2015 to 2021) concerning the biological treatment, and Advanced Oxidation Processes (based on ozone, electrochemical processes, and photocatalysis). These processes are analyzed in combination to describe the optimal conditions under which pollutant loads of landfill leachate are reduced. Finally, it is possible to identify that the treatment processes under study are technologies that can be coupled, registering higher efficiencies and lower generation of waste by-products or sludge. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

In this study, ZnO/T iO2 and ZnO/Nb2O5 photocatalysts were evaluated in the river pollution remediation and wastewater treatment from textile factories, thus, the target pollutants selected for this study were enteropathogenic bacteria and commercial dyes. The mixed oxide systems were extensively analyzed in order to explore their physicochemical properties. From this analysis, it was found that the coupling of two oxides did not modify the crystallinity of the pristine semiconductors. As a result, XRD Wurtzite phase, hexagonal phase, and anatase phases were identified for ZnO, Nb2O5, and TiO2 photocatalyst, respectively. Using UV-Vis DRS, a higher absorption for mixed oxides in the visible region of the electromagnetic spectrum was observed, along with a decrease in the band gap value in these materials. The results of the photocatalytic activity evaluation showed that the coupling of ZnO with Nb2O5 and TiO2 increased the effectiveness of the total organic carbon (TOC) and E. Coli elimination. 83% of TOC and elimination of 64% of E. coli were achieved using ZnO/Nb2O5 photocatalyst for the treatment of water samples from the polluted river. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Synthetic dyes used in textile and dyeing industries are significantly dangerous to water ecosystems due to their high toxicity and non-biodegradability. Effective removal of dyes from wastewater is now a day a challenging task. Photocatalysis has emerged as a sustainable and eco-friendly technology that uses solar energy to remediate environmental pollution. Enhance photocatalytic activity is a major task towards industrial attractive applications. Tuning photocatalysts activity in the visible region while improving their efficiency involves processes as coupling semiconductors, aligning potential bands, reducing energy gaps, and improving carrier separation. In this study, we synthesized nanotubes based on CeO2 (1D) and nanosheets based on La2Ti2O7 (2D) to form NT-CeO2@La2Ti2O7 heterojunctions via a hydrothermal synthesis route. This approach offers notable advantages as novelty, green chemistry, high yield, efficiency, simple equipment, and intermediate temperature. The NT- CeO2 content in the heterojunctions influenced their catalytic activity, affecting physicochemical characteristics and photocatalytic performance. The 1D-2D NT-CeO2@La2Ti2O7 heterojunctions consisted of CeO2 nanotubes deposited on La2Ti2O7 nanosheets. Characterization techniques including X-ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Raman spectroscopy, and diffuse reflectance were employed to confirm the junction formation, crystallinity, morphology, and characteristic vibrational modes of the NT- CeO2 @ La2Ti2O7 heterojunction. Photocatalytic tests revealed that the NT-CeO2@La2Ti2O7 heterojunction achieved over ~25% degradation of Rhodamine-B (RhB) within 150 minutes under visible light irradiation from a 150W power LED. The power consumption for RhB degradation using NTCeO2@ La2Ti2O7 heterojunction was superior to previous reports using Xe and Hg lamps in similar systems involving cerium oxide. Furthermore, RhB degradation was dependent on the initial dye concentration, with h+ and O2.- identified as the primary oxidative species responsible for RhB degradation. In summary, this study presents the synthesis of NTCeO2@ La2Ti2O7 heterojunction via the hydrothermal method for visible-light photocatalysis of Rhodamine-B degradation, utilizing the energy in the visible spectrum as a stimulation source. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Computational fluid dynamics (CFD) is emerging as an appropriate tool for modeling heterogeneous photocatalytic processes, since it allows simultaneous consideration of the different physical phenomena involved in the processes. In the present study, COMSOL Multiphysics software was used to model the flow regime and to determine the distribution of catalyst particles in a falling film photocatalytic reactor, which is relevant to determine the reactor efficiency. The reactor simulations were performed with the COMSOL Mixture module in a turbulent flow regime using the RANS approach. Seven defined zones were detected having a particular catalyst-concentration profile over the entire film area, for which the photonic absorption in the reactor was estimated with the six-flux model (SFM). From this it was obtained that there is a difference of more than 20% between the highest and the lowest value of the average photonic absorption in the reactive area, so it can be expected that the variation in the degradation of pollutants in these zones ranges between 10 and 20%, which should be taken into account for the applicability of the technology. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

This research proposes the production of a composite material consisting of nanosheets of graphitic carbon nitride (g-CN) coated with cobalt ferrite nanoparticles (CF) and embedded in crosslinked chitosan. The aim of the work was to apply this material in photocatalytic inactivation processes of water bodies polluted with bacteria, as well as in the oxidative degradation of ibuprofen, using a 400 nm and 10 W radiation source. The g-CN was obtained through the thermal decomposition of melamine or urea, and CF was produced from FeCl2.4H2O and Co(NO3)2.6H2O in an alkaline medium in the presence of g-CN nanosheets. The resulting material was dispersed in an acetic chitosan solution, forming beads by dripping the mixture onto 2M NaOH solution. The synthesized materials were characterized using X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). The final composite (chitosan/1CF5g-CN_m) achieved a yield close to 51% for the oxidative photocatalytic degradation efficiency of ibuprofen in aqueous solution. Regarding bacterial inactivation tests of Escherichia coli, a reduction of up to two orders of magnitude, corresponding to 21% at the end of the photocatalytic process, was attained. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The aim of the present work was to evaluate the effectiveness of a heterogeneous photocatalyst based on TiO2 in the treatment of coal mining drainage which contains a variety of heavy metals and high concentration sulfates and sulfides. The photocatalytic behavior of the commercial reference Sigma Aldrich and the different materials synthesized using the Sol-gel methodology with surface modifications using sulfation and fluorination processes were analyzed. To find a possible correlation between the physicochemical properties of photocatalysts and their behavior, a characterization was carried out using X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence spectrometry (XRF), Fourier transform infrared spectroscopy (FT–IR), UV–Vis diffuse reflectance Spectra (UV-Vis DRS), N2 physisorption, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and particle size analysis. Results indicated that the modification of the TiO2 prepared in the laboratory using sulfation and fluorination allowed the successful control of the physicochemical properties of this oxide. However, commercial TiO2 showed the greatest effectiveness in removing metals such as: Fe, Cu, Cr, and As after a photocatalytic reaction for a maximum of 1 hour under continuous nitrogen flow and a light intensity of 120 W/m² . [ABSTRACT FROM AUTHOR]

RESUMEN | El agua utilizada en acuicultura debe presentar excelente calidad microbiológica, de manera que garantice el éxito de la producción. En esta industria se utilizan frecuentemente algunos métodos de tratamientos microbicidas tales como filtración, cloración, luz UV, etc., que además de ser costosos, pueden generar compuestos tóxicos. En orden de buscar métodos alternativos para el tratamiento de agua para uso acuícola, la presente investigación evaluó las bondades de la fotolisis directa y la fotocatálisis heterogénea con nanopartículas de dióxido de titanio (FH-NPTiO2) con la finalidad de cultivar microalgas y rotíferos a baja escala. Una reducción significativa fue observada en el crecimiento de mesófilos aerobios totales y hongos en el agua de mar tratada con FH-NPTiO2, en comparación a la fotolisis directa. La calidad del agua tratada con FH-TiO2 permitió crecimiento de la microalga Tetraselmis chuii y del rotífero Brachionus plicatilis (alimentados con T. chuii), similar al cultivo en agua filtrada y esterilizada con UV. Cuarenta y ocho horas fue el tiempo de desinfección efectivo (TDE) para el agua tratada con FH-NPTiO2. Los resultados demuestran que la FH-NPTiO2 es una tecnología que puede aportar soluciones innovadoras en el tratamiento del agua para la acuicultura. ABSTRACT | The water used in aquaculture requires an excellent microbiological quality, in order to guarantee a successful production. Some methods of treatment such as filtration, chlorination, UV- light among others, are frequently used in the aquaculture industry, which are expensive and may generate toxic compounds. In order to search for alternative methods to treat water for aquaculture purpose, this study evaluated the benefits of direct photolysis and heterogeneous photocatalysis with nanoparticles of titanium dioxide (HP-NPTiO2) in order to cultivate microalgae and rotifers on a low scale. A significant reduction in total aerobic mesophiles and fungi growth was observed in HP-NPTiO2 treated seawater, in comparison with direct photolysis. The quality of seawater treated with HP-NPTiO2 allowed the growth of Tetraselmis chuii (microalgae) and B. plicatilis (rotifer) fed with T. chuii, similar to the culture in filtered and UV-sterilized water (control). Forty-eight hours was the effective disinfection time (EDT) for the water treated with FH-NPTiO2. The results showed that HP-NPTiO2 is a technology which may provide innovative solutions in water treatment for aquaculture.

This study evaluated the synthesis, characterization, and activity of fluorinated titanium dioxide materials (TiO2 - F1% and TiO2 -- F5%) in-situ modified by the sol-gel method in the esterification reaction of levulinic acid conducted by catalytic and photocatalytic processes. The physicochemical properties of the materials were determined by X-ray diffraction, UV--Vis diffuse reflectance spectroscopy, thermal analysis, and pyridine adsorption. It was found that the inclusion of fluoride anion causes a decrease in the levulinic acid conversion by photocatalytic reaction; however, in the catalytic activation, a slight increase in the conversion using the fluoride materials was observed. Finally, the reaction in the presence of halogenated solvents (CCl4) by photolysis reaction favors a conversion of 100% in 1h. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

TiO2 nanoparticles and TiO2/CS nanocomposites have been synthesized using the sol-gel method. Characterization by XRD, FTIR, and UV-vis was carried out to determine the structure, size, functional groups, and energy band gap of the synthesized samples. Moreover, the methyl orange (MO) degradation capability of nanoparticles and nanocomposites under ultraviolet light was studied, and the results are described in detail. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The conference proceedings of the first meeting on Catalysis of the Pedagogical and Technological University of Colombia are presented. This conference will be allowed in short time to potentiate the social appropriation of knowledge in this area of science at the regional level, providing opportunities for participants to present their work, and facilitating the dissemination of scientific knowledge. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Using a microwave-assisted hydrothermal method, we synthesized BiOBr powders, with and without, glycine or phenylalanine as templates. The samples were characterized by X-ray Diffraction, UV–Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy, and Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy. The XRD patterns were indexed to the tetragonal structure and presented very different intensities from each other, which is consistent with changes in the structural organization. The FEG-SEM images showed morphology alterations, from nanoplates for unmodified BiOBr to nanolamellae for BiOBr with phenylalanine (BOB-phe). The catalytic activity of BOB-phe degraded 98% of Rhodamine B dye in approximately 20 min, while the other BiOBr compounds presented slower degradation kinetics, which could be explained by a higher amount of active sites on BOB-phe surface. Resumen: Utilizando un método hidrotermal asistido por microondas, sintetizamos los polvos de BiOBr, con y sin, glicina o fenilalanina como plantillas. Las muestras se caracterizaron por difracción de rayos X, espectroscopía de reflectancia difusa UV-Vis y microscopía electrónica de barrido con pistola de emisión de campo. Los patrones XRD se indexaron a la estructura tetragonal y presentaron intensidades muy diferentes entre sí, lo que es consistente con los cambios en la organización estructural. Las imágenes de FEG-SEM mostraron alteraciones de la morfología, desde nanoplacas para BiOBr no modificado hasta nanolamelas para BiOBr con fenilalanina (BOB-phe). La actividad catalítica de BOB-phe degradó el 98% del colorante de rodamina B en aproximadamente 20 minutos, mientras que los otros compuestos de BiOBr presentaron una cinética de degradación más lenta, lo que podría explicarse por una mayor cantidad de sitios activos en la superficie de BOB-phe.

En la presente investigación, se evaluó el desempeño de dos fotocatalizadores de dióxido de titanio, uno sensibilizado con un trímero de cobre (Cu3(dpa)4Cl2) (dpa = 2,2´-dipiridilamina) y el otro con un trímero de cobalto (Co3(dpa)4Cl2), específicamente, en la fotorreducción de dióxido de carbono en medio acuoso. En una primera etapa experimental, se estudió el proceso de sensibilización del TiO2, el cual ocurre en dos reacciones sucesivas, utilizando un reactor de microondas: en la primera, se funcionaliza la superficie del TiO2 con ácido p-aminobenzoico (PABA) que actúa como molécula de enlace entre el TiO2 y el trímero respectivo; luego, en la segunda reacción, se ancla el trímero del metal. Se analizaron tres niveles de temperatura, potencia y tiempo de reacción para cada una de las dos reacciones; sin embargo, un análisis estadístico robusto tipo Taguchi arrojó que no existe diferencia significativa entre los tratamientos para las condiciones seleccionadas. Como resultado de esto, se determinó que para el proceso de sensibilización de los fotocatalizadores se puede trabajar en las siguientes condiciones sin afectar la composición final de cada catalizador: 70 ºC, 100 W y 5 min en la etapa de funcionalización con el PABA y 80 ºC, 150 W y 5 min en el anclaje de ambos tintes. En la segunda etapa experimental se realizó la evaluación de los fotocatalizadores sintetizados para la fotorreducción de CO2 en medio acuoso, empleando una lámpara ultravioleta de mediana presión y un fotorreactor a presión atmosférica y 25 ºC. El catalizador que presentó mejor desempeño fue el sensibilizado con el trímero de cobalto, ya que evidenció mayor producción de metano (14,28\ \sfrac{\mu mol}{g_{cat}\ h}) y monóxido de carbono (32,84\sfrac{\mu mol}{g_{cat}\ h}); por su parte, el catalizador sensibilizado con cobre no presentó generación cuantificable de monóxido de carbono y la producción de metano fue considerablemente menor (6,23\ µmolgcat h). La producción de hidrógeno por ambos catalizadores fue importante, particularmente, la del catalizador sensibilizado con el trímero de cobre (420\ µmolgcat h). No se detectó presencia de otros productos de la reducción del CO2 en la fase líquida.

El objetivo global del proyecto PHOTOSCALING del programa LIFE de la UE, es demostrar la validez, de manera sostenible, de la tecnología de fotocatálisis en núcleos urbanos. El proyecto PHOTOSCALING-LIFE pretende aportar claridad y responder a la pregunta de si la aplicación de materiales de construcción fotocatalíticos en una gran ciudad, como Madrid, es positiva y efectiva, cuantificando los beneficios y los posibles efectos secundarios perjudiciales durante toda su vida. En otras palabras, tiene la intención de demostrar la sostenibilidad del uso de este tipo de tecnología. Abstract The overall objective of the PHOTOSCALING project of the EU LIFE program is to demonstrate the validity, in a sustainable way, of photocatalysis technology in urban environments. The PHOTOSCALING-LIFE project aims to provide clarity and answer the question of whether the application of photocatalytic building materials in a large city, such as Madrid, is positive and effective, quantifying the benefits and possible harmful side effects throughout its life. In other words, it is intended to demonstrate the sustainability of the use of this type of technology.

The residual dyes from different sources are considered a wide variety of organic pollutants introduced into the natural water resources. One of the main sources with severe pollution problems worldwide is the textile industry and its dye-containing wastewaters. The aim of this study was the photocatalytic degradation of the azoic dye “Orange II” using Mn, Cu and Fe modified titania. The catalysts were prepared by two different methods, sol–gel and an impregnation method in a commercial titania (Degussa P25), after drying the samples were calcined at 400 °C. The samples were characterized by BET method for surface area measurement (SBET), XRD, Raman spectroscopy, XPS, UV–vis spectroscopy by diffuse reflectance technique and its photocatalytic activity was evaluated in the degradation of the azo dye Orange II in aqueous solutions using the Langmuir–Hinshelwood model. The catalysts prepared by sol–gel method exhibit a larger surface area than the prepared by impregnation and the introduction of the oxides leads to a slight reduction of SBET. The sol–gel samples show lower photoactivity than the impregnated samples due to the presence of both anatase and rutile phases in these powders, the phase junction anatase–rutile facilitate transfer of the photogenerated electron from the conduction band of the rutile phase to the trapping sites on the anatase surface and prevents the electron–hole recombination and allows the holes generated to move to the surface of the catalyst. XRD, Raman, XPS and UV–Vis data show that the metallic cations are incorporated in the titania lattice in greater extend in SG samples while remain dispersed on the surface in impregnated samples. Although the entrance of metallic cations in solid solution enhance the photocatalytic activity due to the enhanced formation of electrons–hole pairs, at a high doping content, a large number of structural defects are induced serving as a recombination center of electron–hole pairs and sol–gel samples show higher photoactivity than impregnated samples, except in the case of Fe modified samples that shows the higher red shift with Eg = 1.8 eV and compensate the induced recombination center of electron–hole pairs. Resumen: Los tintes orgánicos residuales de la industria textil suponen una amplia variedad de contaminantes orgánicos introducidos en los recursos hídricos naturales. Una de las fuentes principales con graves problemas de contaminación en todo el mundo es la industria textil y las aguas residuales que contienen estos tintes. El objetivo de este estudio fue la degradación fotocatalítica del tinte azoico «Naranja II» utilizando óxido de titanio modificado con Mn, Cu y Fe. Los catalizadores se prepararon mediante dos métodos diferentes, sol-gel y un método de impregnación en un óxido de titanio comercial (Degussa P25), después de secar las muestras se calcinaron a 400 °C. Las muestras se caracterizaron por el método BET para la medida de la superficie específica (SBET), XRD, espectroscopia Raman, XPS, espectroscopia UV-vis mediante la técnica de reflectancia difusa y se evaluó su actividad fotocatalítica en la degradación del colorante azoico Orange II en soluciones acuosas utilizando el modelo de Langmuir-Hinshelwood. Los catalizadores preparados por el método sol-gel presentan una superficie específica mayor que la preparada por impregnación y la introducción de los óxidos conduce a una ligera reducción de la SBET. Las muestras de sol-gel muestran una fotoactividad más baja que las muestras impregnadas debido a la presencia de anatasa y rutilo en estos polvos, la unión de fase anatasa-rutilo facilita la transferencia del electrón fotogenerado de la banda de conducción de la fase rutilo a los sitios de captura en la superficie de anatasa y evita la recombinación de los pares electrón-hueco permitiendo que los huecos generados se muevan hacia la superficie del catalizador. Los datos de XRD, Raman, XPS y UV-Vis muestran que los cationes metálicos se incorporan en la red de óxido de titanio con mayor amplitud en las muestras SG, mientras que permanecen dispersos en la superficie en muestras impregnadas. Aunque la entrada de cationes metálicos en solución sólida mejora la actividad fotocatalítica debido a la más fácil producción de pares electrón-hueco, con un alto contenido de dopante, se inducen una gran cantidad de defectos estructurales que sirven como centro de recombinación de pares electrón-hueco. Las muestras sol-gel muestran una fotoactividad más alta que las muestras impregnadas, excepto en el caso de muestras modificadas con Fe que muestran un mayor desplazamiento al rojo con Eg = 1.8 eV y compensan el centro de recombinación inducida de pares electrón-hueco.

El uso de luz UVC combinada con TiO2 puede ser una medida efectiva para combatir la propagación del COVID-19 y reducir la posibilidad de contagio en lugares públicos, hospitales, centros educativos, mediante la desinfección de superficies y medios de transporte donde la salud humana está en riesgo. De este modo, el recubrimiento de TiO2 al ser un compuesto químicamente estable, difícil de deteriorarse, con potencial oxidante capaz de destruir la membrana celular de las bacterias, provocando fugas del citoplasma, es capaz de coagular la proteína de virus e inhibir su actividad, por lo que puede ser un método muy prometedor para la desinfección del virus SARS-CoV-2. Esta propuesta busca la manera de combatir el esparcimiento del virus COVID-19, por lo que se ha optado por la fabricación de una serie de dispositivos para llevar a cabo una desinfección de superficies con la ayuda de luz UVC+TiO2.

Objective: In this paper, the photocatalytic degradation of acetaminophen was evaluated using silver-doped titanium dioxide nanoparticles in a cylindrical-parabolic composed photoreactor. Materials and methods: Titanium dioxide was synthesized via green synthesis using Cymbopogon citratus leaf extract and doped by silver photodeposition. Results and discussion: Morphological information shows that large agglomerates of approximately 49 nm can be attributed to the strong interaction between nanoparticles and their polycrystalline nature. The photodeposition of metallic silver reduces the surface effects, allowing a decrease in the electrostatic interaction and diameter size of the titanium dioxide, as well as the optical properties due to surface poising during the reduction of silver ions to metallic silver. The photocatalytic activity was performed to degrade acetaminophen as the drug model under visible-light radiation. The results are promising, with superior photodegradation of acetaminophen of approximately 37% and 11% for unmodified titanium dioxide and silver-doped titanium dioxide (0.75 at%) nanostructures compared to the commercial photocatalyst, respectively. Conclusions: Accordingly, the potential photocatalytic application of silver-doped titanium dioxide nanostructures is highlighted and represents a promising alternative for the photodegradation of organic compounds from wastewater eluents. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Se sintetizaron nanoflores de óxido de titanio (TiO2) fase rutilo similares a crisantemo sobre la superficie de anillos de borosilicato Raschig (BRRs). La nanoarquitectura jerárquica se investigó usando varias técnicas fisicoquímicas: microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de energía dispersiva (EED), difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (IR-TR), espectroscopia de reflectancia difusa (ERD), potencial zeta (ζ). Los TiO2-BRR fueron usados como columna empacada en un reactor fotocatalítico, y evaluada su actividad catalítica en la degradación de un antibiótico bacteriostático: tetraciclina (C22H24N2O8). El fotocatalizador eliminó el 91% del contaminante emergente logrando una eficiencia energética del 68% con una carga optimizada de 75 TiO2-BRR y un pH de 4 a 25 °C; sin variación significativa en al menos tres ciclos de fotodegradación. Esta información se puede utilizar para el desarrollo de fotocatalizadores soportados de TiO2 dirigidos a eliminar contaminantes emergentes, ofreciendo una alternativa viable.

El óxido de zinc (ZnO) es un material con un amplio repertorio de propiedades ópticas, piezoeléctricas, actividad antimicrobiana, semiconductividad y fotocatalíticas que lo hacen útil en un gran número de aplicaciones. Sin embargo, el aumento de la preocupación por el impacto medio – ambiental ha llevado a desarrollar procesos ecológicos para su producción. En los últimos años, la síntesis verde de materiales nanoestructurados ha ganado atención por ser un método no complejo, económico y respetuoso con el medio ambiente en contraste con los métodos físicos y de síntesis química. Se han desarrollado diferentes nanomateriales empleando sustratos biológicos de entre los cuales los más estudiados son los extractos vegetales que fungen como una fuente de agentes reductores y / o estabilizadores. Por lo tanto, la presente revisión incluye un resumen de las diferentes fuentes de extractos vegetales y metodologías aplicadas a la síntesis verde de nanopartículas y películas delgadas de óxido de zinc y los avances en cuanto a la eficiencia de la actividad fotocatalítica de los materiales sintetizados. En este trabajo también presentamos un mapeo bibliométrico sobre el crecimiento de estudios en la materia en un periodo de 10 años comprendido entre el año 2011 y el 2020.

Materiales de dióxido de titanio (TiO2) fueron empleados como catalizadores en la degradación acuosa fotocatalítica del ácido naranja 7 (AO7). Los materiales fueron sintetizados empleando la técnica sol-gel y bajo condiciones hidrotérmicas. Con el objetivo de lograr un uso más eficiente de la luz solar, los materiales fueron modificados con distintas cargas de hierro. Los estudios de caracterización dieron cuenta de la presencia de la fase anatasa en la estructura cristalina interna, de la naturaleza mesoporosa, y del desplazamiento de la absorción hacia mayores longitudes de onda con el agregado de hierro. Las reacciones fueron llevadas a cabo en un reactor batch irradiado desde sus laterales. El catalizador modificado con 0,1% P/P de hierro resultó ser el más activo, elevando el porcentaje de degradación del contaminante hasta 54%, en relación al 26% obtenido con el TiO2 sin modificar. A contenidos superiores de metal, la actividad disminuyó aún por debajo del 26%.

Los colorantes constituyen una clase importante de compuestos orgánicos que encuentran numerosas aplicaciones en nuestra vida cotidiana. El teñido produce efluentes que contienen entre el 10 y 15% del colorante que finalmente se depositan en los cuerpos de agua. Se sintetizaron y caracterizaron nanotubos de alúmina impregnados con 2, 6 y 10 % de hierro (Fe-NT), para ser empleados en la decoloración fotocatalítica del Rojo de Alizarina S (ARS). Por DRX se verificaron las señales características de la γ-Al2O3. El área superficial disminuyó con el aumento del contenido hierro oscilando entre 87 y 116 m2/g. La presencia de hierro fue confirmada por Absorción Atómica. Además, por TEM, se confirmó la estructura tipo nanotubo. Los materiales fueron evaluados catalíticamente en la decoloración del ARS obteniendo porcentajes de decoloración del 50% para el Fe-NT 2% y 85-90 % para los nanotubos con 6 y 10 % de hierro, respectivamente.

Los vertimientos que se disponen en los sistemas de alcantarillado sin previo tratamiento muchas veces contribuyen en la contaminación de cuerpos receptores principalmente ríos, mares y lagunas debido a su alta carga contaminante que llevan consigo, las aguas residuales de las lavanderías de centros de salud es uno de los casos que debería tenerse en cuenta por las consecuencias que pueden generar debido a la presencia de contaminantes importantes presentes derivados del uso de biosanitarios, citotóxicos, restos humanos, etc. La investigación realizada persiguió reducir los contaminantes y parámetros fisicoquímicos principales de una muestra de efluentes de aguas residuales de la lavandería del Instituto Nacional de Salud del niño de San Borja – Lima, mediante la tecnología la Oxidación fotocatálitica con dióxido de titanio (TiO2) y Luz ultravioleta (UV). Los resultados obtenidos en un diseño experimental, están relacionados con la concentración del TiO2, Tiempo de recirculación, pH, DQO, DBO y aditivos de oxidación. Se encontró una máxima eficiencia de mejoramiento en la calidad de las aguas residuales respecto al DQO del 34.21% sin la presencia de H2O2 y una máxima del 35.27% con presencia de H2O2.

En el trabajo se aborda el uso de diferentes tipos de nanopartículas (NP’) con propiedades fotocatalíticas y antimicrobianas, con posible uso para mitigar la propagación del virus SARS-CoV-2 que provoca la enfermedad COVID-19. El trabajo está estructurado con énfasis en el mecanismo por el cual las NPs de Ag y Cu pueden eliminar virus y bacterias. Posteriormente, se aborda la preparación de materiales, como las zeolitas, que contienen impregnadas a las NPs de Ag y Cu. Otras de las NPs presentadas son las de ZnO y TiO2, las cuales también presentan altas eficiencias para eliminar microorganismos. Por último, se analizan algunos trabajos en donde las NPs, en suspensión o soportadas, se emplearon para preparar pinturas. Estas pinturas se evaluaron para degradar algunos contaminantes atmosféricos; no obstante, lo más interesante fue su uso como recubrimientos antibacterianos. Si bien, la mayoría de los trabajos se enfocaron en comprobar las propiedades antimicrobianas de las pinturas, su uso se puede extender hacia la inactivación de virus, como el SARS-CoV-2. Esto permitiría utilizar estos recubrimientos en zonas con alta frecuencia del virus, como es el caso de hospitales o áreas de alto contacto humano.

Este número especial de Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología presenta artículos de revisión bibliográfica que tratan de establecer el estado del conocimiento sobre el desarrollo de materiales nanométricos para la detección del SARS-CoV-2 en muestras fisiológicas, la inactivación del agente infeccioso en diferentes superficies y el desarrollo de vacunas sobre la plataforma del ARN mensajero. El objetivo es que, a partir de esta línea base, los académicos y los estudiantes de posgrado interesados en el tema puedan trazar líneas de investigación ad hoc que abonen a la solución de la crisis sanitaria y al retorno seguro a las actividades productivas en México, como en América Latina y el Caribe en tanto países de residencia del grueso de lectores de Mundo Nano.

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El TiO2 se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, entre ellas la fotocatálisis en el área ambiental para autolimpieza de superficies y purificación de aire y agua. Con el propósito de desarrollar nuevos materiales con mejor respuesta fotocatalítica usando luz solar, se ha propuesto modificar el TiO2 siguiendo diversas estrategias. En este trabajo, se resumen los aspectos básicos de la fotocatálisis discutiéndose las ventajas de utilizar fotocatalizadores en forma de película delgada. Se presenta como caso de estudio la obtención de películas delgadas de TiO2 modificadas con zinc, utilizando una ruta de síntesis novedosa que permite buen control en la composición y estructura de los materiales obtenidos. Se muestran los resultados obtenidos en la evaluación fotocatalítica de las películas en la reacción de degradación del colorante verde de Malaquita, observándose algunas ventajas.

Se prepararon materiales a partir de la inmovilización de ácido tungstofosfórico sobre zeolita NH4ZSM5 mediante impregnación húmeda para ser aplicados en la degradación de moléculas representativas de contaminantes presentes en efluentes empleando fotocatálisis heterogénea. La concentración de ácido tunstofosfórico incorporada fue de 10 y 30% p/p en el sólido obtenido. Los materiales se caracterizaron mediante diferentes técnicas fisicoquímicas. El área superficial disminuyó respecto de la matriz sin modificar como resultado de bloqueo de los poros de la zeolita. Los patrones de difracción de rayos X de las muestras modificadas presentaron los picos característicos de zeolita NH4ZSM5 y un conjunto de picos adicionales asignados a la presencia de la sal (NH4)3[PW12O40]. Además, las muestras exhibieron valores de band gap similares a los reportados para los semiconductores más estudiados. Se obtuvieron catalizadores con elevada actividad fotocatalítica en las moléculas de estudio.

In this work, the effect of the addition of iridium on TiO2 and Nb2O5 supports obtained by wet impregnation method was evaluated in the photocatalytic degradation of 2,4-dichlorophenoxiacetic acid under UV irradiation. The synthetized materials were analyzed by different techniques in order to determinate their physicochemical properties. In general, it was observed that the addition of iridium modifies the surface area, band gap energy and it enhances the crystallinity of the materials. Besides, an increase in the photoactivity in the degradation of the herbicide was evidenced using the materials modified. However, the Ir/TiO2 photocatalyst possess the best photocatalytic behavior toward the degradation and possible mineralization of the herbicide. The improved performance of the photocatalyst could be argued by the role of the iridium particles as electron collectors favoring the effective separation of the charge carriers and, as consequence, increasing the degradation of the molecule. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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Actualmente, se busca desarrollar compuestos de energía de banda gap baja para ser aplicados en fotocatálisis. Se eligió dopar el pentóxido de niobio con hierro, con el fin de establecer la relación entre sus propiedades estructurales, superficiales y ópticas, y posibles aplicaciones fotocatalíticas. Se prepararon polvos de Nb2O5 dopados con Fe (al 2,5 %, 5 % y 10 %, porcentaje en peso) por el método Pechini, buscando establecer las condiciones de síntesis apropiadas para la conformación de partículas de Nb2O5:Fe. Los polvos fueron sinterizados a 600°C y 700°C por 2 h en aire y posteriormente fueron examinados por TGA, DRX, MEB, espectroscopia de reflectancia difusa UV-vis y por el método BET. En las muestras precalcinadas el análisis térmico permitió establecer el comportamiento del porcentaje de pérdida de peso en función de la temperatura. Se compararon los resultados obtenidos para el óxido no dopado, con los del Nb2O5 dopado con Fe para analizar sus propiedades cristalinas. Los difractogramas del Nb2O5 dopado con Fe al 2,5 % y 5 %, sometido a 700°C fueron similares al del Nb2O5 no dopado, indicando que el Nb fue sustituido por el Fe y, por lo tanto, no se presentan variaciones considerables en la estructura del óxido. El tamaño de cristalito de las partículas nanoestructuradas de Nb2O5 dopado con Fe, aumentó en todos los casos cuando la temperatura de sinterización se incrementó de 600°C a 700°C. La energía de banda gap del Nb2O5: Fe disminuyó con el incremento de la temperatura para las concentraciones de 2,5 % y 5 %. El valor del S BET aumentó con el incremento de la concentración de hierro. La muestra Nb2O5:Fe5 %, calcinada a 700°C, presentó una E g de aproximadamente 2,69 eV y características estructurales y superficiales que la hacen promisoria para pruebas de desempeño fotocatalítico.

Se han preparado por el método cerámico composiciones optimizadas de una cuatricromía CMYK más un pigmento verde, basados en el dopado de cobalto en celsiana (Ba0,9Co0,1)Al2Si2O8 (cian), de cromo en armalcolita (MgFe)(Cr0,2Ti2,8Fe)O10 (magenta), de níquel en geikielita (Mg0,5Ni0,5)TiO3 (amarillo), la perovskita CrNdO3 (verde) y la misma perovskita mineralizada con fluoruros alcalinotérreos (BaF2 y MgF2) (negro). Los pigmentos en polvo y los vidriados obtenidos con una frita convencional de bicocción (1.050 °C) se han caracterizado respecto de su rendimiento colorimétrico mediante el modelo CIEL*a*b*; su capacidad refrigerante (como cool pigment), mediante la medida del índice de reflexión solar SRI, y su capacidad fotocatalítica, mediante el test de degradación de Naranja II. Los resultados obtenidos se comparan con los obtenidos con pigmentos comerciales de la familia CMY del circón tomados como referencia. Los resultados indican una coloración intensa de los polvos y de las plaquetas vidriadas con valores L* inferiores a los pigmentos homólogos del circón, en cambio el chroma obtenido con los pigmentos del circón es superior (b* negativo para el cian, a* positivo para el magenta o b* positivo para el amarillo). Respecto a su capacidad refrigerante, los resultados indican valores SRI altos y superiores en el caso de la celsiana al del vanadio-circón, el verde supera ligeramente a la eskolaita Cr2O3, que se ha tomado como referencia, y en el caso de la perovskita negra sus valores SRI muy bajos (SRI = 0 en el caso del polvo) y asociados a altos valores de emisividad en el infrarrojo medio la hacen interesante como pigmento para sustratos absorbentes en colectores solares. La capacidad fotocatalítica sobre Naranja II indica valores de periodo de semivida en torno a 55-70 min, inferiores a los medidos en los circones de referencia (110-190 min).