Sonophotocatalytic mineralization of Norflurazon in aqueous environment

Norflurazon (4-chloro-5-(methylamino)-2-[3- trifluoromethyl)phenyl]pyridazin-3(2H)-one; C12H9ClF3N3O) is an excellent weed controlling agent being practiced in the agricultural lands. The excessive addition or the undissolved Norflurazon (maximum solubility 28 mg/L at 25 C) enters into the aquatic environment and causes the adverse effects associated with its high concentration. To avoid the perilous effects, visible light assisted photocatalysis set-up coupled with the 42 kHz ultrasound producing bath type sonicator is used to completely mineralize the Norflurazon. TiO2, ZnO and gold loaded zinc oxide nanocatalysts were utilized to study the mineralization of Norflurazon. AueZnO shows the greater efficiency for the sonophotocatalytic removal of Norflurazon among the various nanocatalysts employed to study the mineralization. The order of Norflurazon mineralization was sonophotocatalysis > sonocatalysis > photocatalysis. The additive effect was achieved for the sonophotocatalytic degradation. The high performance liquid chromatography (HPLC) and liquid chromatography-mass spectrometric (LCMS) analyses were employed to identify the various intermediates produced during the mineralization. The identification of four pseudo molecular ions and various intermediates using the LCMS analysis evidently suggests the sonophotocatalytic degradation was preceded in various decay pathways. A suitable mechanism has been proposed for the sonophotocatalytic mineralization of Norflurazon

Purificación de aire mediante oxidación fotocatalítica de gases contaminantes NOₓ: estudio de los fotocatalizadores TiO₂ y ZnO

Los óxidos de nitrógeno (NOx) son gases contaminantes que afectan al medio ambiente al ser responsables de la formación de smog fotoquímico, lluvia ácida, ozono troposférico, reducción de la capa de ozono, además de participar en el efecto invernadero en la forma de N2O. Adicionalmente, la exposición a estos gases provoca daños a la salud de los seres humanos. Una propuesta tecnológica para abordar esta problemática ambiental es su eliminación mediante un proceso fotooxidativo, lo cual requiere del empleo de óxidos semiconductores con alta actividad fotocatalítica. En el presente trabajo de investigación se valoró el alcance de la tecnología de fotocatálisis heterogénea para la purificación de aire por eliminación de gases tipo NOx. Para este propósito, en una primera parte del trabajo se construyó un reactor fotocatalítico de acuerdo a la norma internacional ISO 22197-1 con el fin de realizar las pruebas fotocatalíticas en condiciones estándar a las establecidas por la regulación internacional y dar así consistencia a los resultados obtenidos. La segunda parte del trabajo consistió en la síntesis y caracterización de los óxidos semiconductores TiO2 y ZnO por el método sol-gel para lo cual en cada caso se aplicó un diseño de experimentos con el fin de encontrar las condiciones experimentales que permitieran la obtención del mejor fotocatalizador de cada sistema en base a sus propiedades fisicoquímicas. La actividad fotocatalítica de las muestras de TiO2 y ZnO se determinó en la reacción de fotooxidación de óxido nítrico (NO) en aire bajo radiación UV. Los mejores fotocatalizadores fueron seleccionados para pruebas de desempeño variando las condiciones experimentales de la reacción fotocatalítica como el caudal volumétrico que entró al reactor, la irradiancia y la cantidad de humedad presente en el medio de reacción, evaluando además el efecto de diversas variables experimentales de la reacción fotocatalítica en sus respectivos valores. Asimismo, el seguimiento de los productos de reacción confirmó la presencia iones nitrato (NO3-) como producto mayoritario de la fotooxidación de NO, lo que dota al proceso de eliminación de NO de un carácter sustentable. En una tercera parte del trabajo se probó la actividad fotocatalítica del fotocatalizador TiO2 cuando fue incorporado en un prototipo de material de construcción. El desempeño fue probado bajo condiciones simuladas y reales de exposición a la intemperie. Los resultados obtenidos indicaron la potencial aplicación de los materiales para el desarrollo comercial de productos fotocatalíticos. En la parte final del trabajo se presentan resultados obtenidos con óxidos semiconductores alternos a los convencionales como Bi2Mo3O12 y TiO2/WO3 cuyo principal propósito fue el de desarrollar fotocatalizadores cuya activación fuera mediante absorción en la porción visible del espectro solar.