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Facultad de Biología. Facultad de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería Química. Maestría en Ciencias en Ingeniería Ambiental The principle of the fenton reaction is based on mix iron ions with hydrogen peroxide under acidic conditions to generate highly reactive hydroxyl radicals, which it can be capable of oxidizing organic molecules in aqueous media. In recent years there have been modifications to this reaction with the use of catalysts zeolitics. The aim of this work was to study the potential of a natural zeolite type clipnoilolite, later used as catalyst to degrade synthetic lignin as model pollution from pulp and paper industry. For this purpose the ferric chloride was incorporated into the zeolite using the ion exchange technique. The zeolitic material obtained was characterized structurally and morphologically through, X-ray diffraction, infrared spectroscopy and scanning microscopy. An experimental statistical design was used to evaluate the degradation of kraft lignin. All experiments were performed in a lab scale.The effects of independent variables considered for the oxidative process were pH of the solution, catalyst concentration, hydrogen peroxide concentration and lignin concentration. For the heterogeneous fenton it was determined the reaction conditions at pH 3, were concentration of catalyst of 3 g/L and hydrogen peroxide concentration of 30 mM. In these conditions, 240 min of treatment resulted in a 52 % decrease in lignin. El principio de la reacción fenton se basa en mezclar iones de hierro con peróxido de hidrógeno bajo condiciones ácidas para generar radicales hidroxilos altamente reactivos, que pueden ser capaces de oxidar moléculas orgánicas en medio acuosas. En los últimos años se han hecho modificaciones a la reaccion fenton, como el uso de catalizadores zeolíticos. El objetivo de este trabajo fue estudiar el potencial de utilizar una zeolita natural tipo clipnotilolita para utilizarse como catalizador para degradar lignina sintética como modelo de contaminación de la industria de celulosa y papel. Para este propósito se uso el cloruro férrico como precursor para ser incorporado en la zeolita utilizando la técnica de intercambio iónico. El material zeolítico obtenido fue caracterizado estructuralmente y morfológicamente mediante, difracción de rayos X, espectroscopia infrarrojo y microscopia de barrido. Se empleó un diseño factorial estadístico para evaluar las degradaciones de lignina. Todos los experimentos se realizaron en una configuración a escala de laboratorio. Se analizaron los efectos de las variables dependientes como son, el pH de la solución, la concentración de catalizador, concentración de peróxido de hidrógeno y concentración de lignina. Para el fenton heterogéneo se determinó que las mejores condiciones de reacción fueron a pH de 3, concentración de catalizador de 3 g/L y concentración de peróxido de hidrógeno de 30 mM. En estas condiciones y 240 min de tratamiento dio como resultado en una disminución de 52 % en lignina.

Facultad de Biología. Facultad de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería Química. Maestría en Ciencias en Ingeniería Ambiental Water is one of the most important resources for any lifestyle. Currently problems such as overpopulation, pollution, misuse and mass overuse have caused a growing water restriction, so their production is increasingly difficult. The pulp and paper industry has a high potential for environmental pollution, not only by the presence refractory compounds, but the high volume of wastewater generated (80 m3 of waste / ton of pulp produced water), which is why the importance of reducing, treat or reuse wastewater generated. This paper provides an alternative for the treatment of effluents from the same source using Advanced Oxidation Processes with hydrogen peroxide and ultraviolet light type C. Carrying out the degradation of the compounds produced in the bleaching stage of cellulose that constitute the alkaline effluent in a batch reactor. Two steps are considered, the first where the highest impact factors in the degradation and discoloration of the effluent are sought; the second step consists of finding the optimal values of these factors allow for a more efficient and effective process at laboratory. The pulp and paper industry currently discharge their effluents within the parameters regulated in the NOM– 001– ECOL– 1996, however downloaded effluents have high color which can be reduced by over 40% thanks to the Advanced Oxidation Processes. El agua es uno de los recursos más importantes para cualquier forma de vida. En la actualidad problemas como la sobrepoblación, la contaminación, el mal uso y el consumo excesivo en masa han provocado una creciente restricción del agua, por lo que su obtención es cada vez más difícil. La industria de celulosa y papel presenta un elevado potencial de contaminación ambiental, no sólo por la presencia de compuestos refractarios, sino por el elevado volumen de agua residual generada (80 m3 de agua residual/ tonelada de pulpa producida), es por ello la importancia de disminuir, tratar o reutilizar los efluentes generados. El presente trabajo proporciona una alternativa para el tratamiento de los efluentes desde la misma fuente utilizando procesos de oxidación avanzada con peróxido de hidrógeno y luz ultravioleta tipo C, llevando a cabo la degradación de los compuestos generados en la etapa de blanqueamiento de la celulosa que constituyen el efluente alcalino, en un reactor batch. Para tal efecto, se consideraron dos etapas, la primera donde se buscan los factores de mayor impacto en la degradación y decoloración del efluente; la segunda etapa consta de encontrar los valores óptimos de dichos factores que permitan tener un proceso más eficiente y eficaz a nivel laboratorio. La industria de la celulosa y papel actualmente descarga sus efluentes dentro de los parámetros normados en la NOM– 001– ECOL– 1996, sin embargo los efluentes descargados presentan una elevada coloración la cual es posible reducir en más de un 40% gracias a los Procesos de Oxidación Avanzada.

Facultad de Ingeniería Química. Maestría en Ciencias en Ingeniería Química Advanced oxidation methods have shown a higher efficiency than conventional methods in the degradation of lignin in aqueous solution, using it in the destruction of contaminant in polluted water in this substance. Knowing that advanced oxidation methods eliminates the lignin in water and that the cellulose is a crystalline substance that doesn´t absorb light, it has shown a better oxidation supported with ultraviolet light that affects the covering lignin layer of cellulose. The light increases the whiteness and brightness of cellulose without affecting the physical and mechanical properties. In the present work, it is analyzed the point of delignification, brightness and different physical and mechanical properties that and cellulosic pulp can reach using ultraviolet light in oxidant milieu of hydrogen peroxide. It is used a 23 experimental factorial design that uses ultraviolet light, hydrogen peroxide, concentration and pH as design factors. The pulp is submitted with these three different factors. After the oxidation of pulp is analyzed through number of kappa to know the delignification degree, it is analyzed the brightness and mechanical properties as well. The ANOVA shows that ultraviolet light has a significant effect in the kappa number and brightness. However, the physical and mechanical analysis shows that it doesn’t have a significant effect. It indicated that the advanced oxidation methods using photolysis of hydrogen peroxide can be used as an overture to bleach cellulose pulp. Los métodos avanzados de oxidación han mostrado una eficacia mayor en comparación a los métodos convencionales usados para la degradación de lignina en solución acuosa, utilizando las nuevas tecnologías, sabiendo que la celulosa se comporta como un cuerpo cristalizado, aunque la orientación de los elementos cristalinos difieren según el origen de dicha substancia, se encontró que la oxidación en apoyo con la luz ultravioleta ataca degradando el recubrimiento de lignina que tiene alrededor de la celulosa sin afectarla por el grado de absortividad que tiene cada una de las sustancias involucradas. Aumentando así la blancura sin perder las propiedades físico-mecánicas de la pulpa. En el presente trabajo se analizará el grado de deslignificación, el grado de blancura y diferentes propiedades físico-mecánicas que puede alcanzar una pulpa kraft sometiéndola a irradiación con luz ultravioleta, para esto se llevará a cabo en un medio oxidante con peróxido de hidrógeno que con ayuda de la luz ultravioleta potencializa el poder oxidativo formando radical perhidroxilo e hidroxilo depende del pH y la concentración de peróxido. Para esto se realizó un diseño experimental 23 donde los factores fueron tiempo de irradiación, concentración de peróxido y pH. Posteriormente se analizó el No. de Kappa para encontrar el nivel de deslignificación, se hizo análisis de blancura, se sacó la viscosidad y por último el análisis físico-mecánico (Tiempo de Drenado, Largo de Ruptura, Índice de Explosión. Índice de rasgado, Porosidad, Resistencia al Dobles y Reversión de color).

Facultad de Biología. Facultad de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería Química. Maestría en Ciencias en Ingeniería Ambiental Ever since man discovered fire, it has significantly disrupted the environment, as their economic activities have changed and changed the conditions of ecosystems, and also had significant input of pollutants, which are the main source of air pollution with volcanism [Seoánez Calvo, 2002]. Emission inventories are quantifications of the type and amount of pollutants that occur in a given area. Morelia, like every metropolis, you need to keep a continuous control in the production of emissions and avoid irreparable damage to the environment. In recent studies in the area, it has been established that the vehicles are major contributors in the production of pollutants in the city which is very important to make an inventory of Mobile Source Emissions. Inventory of Mobile Source Emissions for the City of Morelia along with a comparative analysis between estimates for mobile sources for the city of Morelia emissions are performed as currently, with fuel use ultra-low sulfur and implementation vehicle inspection program with MOBILE6-Mexico program. MOBILE6-Mexico model, which is an adaptation to the country of US EPA model was used for the inventory,. It was fueled with geographic, petrol and vehicle of the city. The model provided us with emission factors, which are transformed to total emissions. The data needed to power the program was provided by the Division of Climate Change of the Ministry of Planning and the Environment (SUM), the National Weather Service (NWS) and the National Institute of Ecology (INE). Desde que el hombre descubrió el fuego, ha perturbado significativamente al medio ambiente, ya que sus actividades económicas han modificado y cambiado las condiciones de los ecosistemas, así como también han tenido un aporte significativo de contaminantes, que son la principal fuente de la contaminación atmosférica junto con el vulcanismo [Seoánez Calvo, 2002]. Los inventarios de Emisiones son cuantificaciones del tipo y cantidad de contaminantes que se producen en una zona determinada. La ciudad de Morelia, como toda metrópoli, necesita llevar un control continuo en la producción de emisiones y así evitar daños irremediables en el ambiente. En los últimos estudios realizados a la zona, se ha establecido que los vehículos son los mayores contribuyentes en la producción de contaminantes en la ciudad por lo cual es sumamente importante realizar un Inventario de Emisiones de Fuentes Móviles. Se realizó un Inventario de Emisiones de Fuentes Móviles para la Ciudad de Morelia junto con un análisis comparativo entre las emisiones estimadas para fuentes móviles para la ciudad de Morelia como se encuentra actualmente, con el uso de combustibles de ultra bajo azufre y con la implementación de un programa de verificación vehicular con el programa MOBILE6-México. Para la realización del Inventario, se utilizó el modelo MOBILE6-Mexico, el cual es una adaptación hecha al país del modelo estadounidense de la EPA. Fue alimentado con las condiciones geográficas, de gasolina y vehículo de la ciudad. El modelo nos proporcionó factores de emisión, los cuales se transformaron a emisiones totales. Los datos necesarios para alimentar el programa fueron proporcionados por la Subdirección de Cambio Climático de la Secretaría de Urbanismo y Medio Ambiente (SUMA), el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) y el Instituto Nacional de Ecología (INE).

Facultad de Ingeniería Química. Maestría en Ciencias en Ingeniería Química This research summarizes the photodegradation studies of lignin molecules by nanotubes impregnated on TiO2. The titania semiconductor is considered a catalyst with outstanding catalytic activity; very stable, nontoxic and nonexpensive and that it’s the reason why its widespread use. In recent years, looking to increase their photocatalytic activity have been used some oxides, promoters or even doping with different elements. The synthesis of our nanotubes/TiO2 systems, consisted of three basic stages: (1) synthesis of oxides by means the sol-gel method starting from precursor salts, (2) preparation of nanostructures of ceria and lantana by hydrothermal treatment in NaOH [10M] presence and using an autoclave at 150°C for 72 h, and (3) obtaining catalysts by the impregnation of oxide nanostructures on titania. The ratio of catalyst to promoter was 4:1. The evolution of the catalyst during the synthesis stage was analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy. Morphological changes were observed before and after hydrothermal treatment, finding a trend of cylindrical geometry. It was not found surface area proportional to the catalytic activity. By means energy dispersive spectroscopy it was found an homogeneous material and close to their theoretical stoichiometry. We use transmission electronic microscopy (TEM), to verify the formation of nanotubes of ceria and lantana. La presente tesis, resume los estudios relativos a la fotodegradación de la molécula de lignina, utilizando catalizadores nanoestructurados constituidos por sistemas de nanotubos / TiO2. Los sistemas que se propusieron como catalizadores son la titania pura en su fase cristalina anatasa, nanotubos de seria impregnada sobre la titania, nanotubos de lantana impregnada sobre la titania y, por último, nanotubos de carbono impregnado sobre la titania. La preparación de los materiales consistió en tres etapas fundamentales, (1) Síntesis de óxidos (TiO2, CeO2, La2O3) por método sol-gel, a partir de sales precursoras sometidas a un tratamiento térmico a temperaturas de 450°C para la titania y 700°C tanto para la seria como para la lantana, (2) preparación de nanoestructuras por tratamiento hidrotérmico para la formación de nanotubos de seria y lantana, en presencia de NaOH [10M] en una autoclave a 150°C y un tiempo de 72 h, y (3) obtención de catalizadores por la impregnación de los nanotubos de óxidos sobre la titania, fue realizada a condiciones ambientales. La relación del catalizador al promotor fue de 4:1. La evolución de los catalizadores durante las etapas de la síntesis, fue analizada por medio de difracción de rayos X, microscopia de barrido electrónica, donde se observó el cambio morfológico antes y después del tratamiento hidrotérmico, encontrándose una tendencia geométrica cilíndrica. Se determinó que el área superficial obtenida para cada material, no es proporcional a la actividad fotocatalítica; para la espectroscopía de energía dispersada por rayos X, se encontró un material homogéneo y próximo a su estequiometria teórica. Mediante la técnica de microscopía de trasmisión electrónica (TEM), se verificó la formación de nanotubos para el material de seria, mientras que para la lantana la transformación a nanotubos no es completa.