Domínios nano/micrométricos em um mesmo suporte : estratégias para geração de catalisadores suportados

Sílicas mistas estruturadas, incluídas funcionalizadas e híbridas, foram preparadas pelo crescimento de nanopartículas de sílicas esféricas sobre uma superfície micrométrica mesoporosa, Sylopol-948 (Grace) via processo sol-gel hidrolítico em meio básico (NH4OH) empregando seis rotas diferentes. As concentrações molares de alguns reagentes, tais como Tetraetilortoxisilicato, SiCl4, Octadecilamina, Tween-80, Pluronic- L31 e Rodamina B, foram estudados em três níveis diferentes. As nanopartículas e as sílicas mistas estruturadas foram empregadas como suportes catalíticos em três aplicações: polimerização de etileno, fotodegradação da Rodamina B (RhB) e fotogeração de hidrogênio. Os precursores dos catalisadores utilizados para as reações de polimerização foi (nBuCp)2ZrCl2 e para fotocatálise, TiO2 (P25) e TiCl4. O desempenho dos sistemas catalíticos heterogêneos resultantes foi comparado com os catalisadores comerciais (nBuCp)2ZrCl2 e P25, conforme a sua aplicação. As atividades catalíticas dos catalisadores suportados foram influenciadas por: (i) características texturais (diâmetro do poro e a área específica); (ii) estrutura organizacional das partículas (tamanho e a natureza fractal dos clusters), e (iii) presença de grupos funcionais. Por exemplo, os domínios nanométricos no suporte micrométrico comercial e a presença de copolímeros em bloco provenientes do Tween-80 favoreceram o desempenho dos catalisadores mistos híbridos estruturados, atingindo uma produtividade de 12.700 kgPE.molZr.hr-1 nas reações de polimerização, onze vezes (11×) superior ao catalisador homogêneo e 5 vezes melhor que o metaloceno heterogêneo imobilizado sobre Sylopol-948 (2.340 kgPE.molZr-1.hr-1). Os sistemas fotocatalíticos preparados neste estudo atingiram atividade de 45% e 68% na fotodegradação da RhB sobre radiação de luz visível e UV, respectivamente, valores superiores ao TiO2 (12,3% e 82%, respectivamente) sob radiação visível. Entretanto, o desempenho deles como fotocatalisadores para geração de H2 foi muito superior (11,200 μmol H2.μmol Ti-1.hr-1) em comparação ao catalisador comercial TiO2, 0,012 μmol H2.μmol Ti-1.hr-1. As vantagens desses sistemas catalíticos resultantes com domínios nanométricos e micrométricos são: (i) os catalisadores não precisaram ser dopados com nenhum outro metal e tampouco de técnicas de síntese mais complexas reportadas na literatura; (ii) podem ser reutilizados; (iii) proporcionam melhor adsorção e interação entre os sítios ativos e os reagentes alvo; (iv) pouca quantidade de TiO2 é necessário para atingir atividade fotocatalítica elevada.Structured mixed silicas, including functionalized and hybrids ones, were prepared by synthesis and growth of spherical silica nanoparticles on the surface of micrometric mesoporous particles of Sylopol-948 (Grace) via hydrolytic sol-gel process in alkaline medium (NH4OH), employing six routes. The molar concentration of some reactants, such as Tetraethyl orthosilicate, SiCl4, Octadecylamine, Tween-80, Pluronic-L31 and Rhodamine B, were studied in three different levels. The nanoparticles and structured mixed silicas were used as catalytic supports in three applications: ethylene polymerization, Rhodamine B (RhB) photodegradation and hydrogen photogeneration. The catalytic precursor used for polymerization reactions was (nBuCp)2ZrCl2 and, for photocatalysis reaction, TiO2 (P25) and TiCl4. The resulting heterogeneous catalytic systems were compared with the commercial ones: (nBuCp)2ZrCl2 and P25 according to their applications. The catalytic activity of the supported catalysts was influenced by factors such as: (i) textural characteristics (pore diameter and surface area); (ii) particles organizational structure (average size and the clusters fractal nature); (iii) presence of functional groups. For instance, the nanometric domains created on the micrometric commercial surface and the presence of block copolymer from Tween-80 afforded good performance of the mixed structured hybrid catalysts, reaching a productivity of 12,700 kgPE.molZr-1.hr-1, in polymerization reactions, 11 times higher than that of the homogeneous catalyst and 5 times better than the heterogeneous catalyst immobilized on Sylopol-948 (2,343 kgPE.molZr-1.hr-1). The resulting photocatalyst systems afforded 45% and 68% in RhB photodegradation, under visible and UV radiation, respectively, which values are better that that of commercial TiO2 (12.3% e 82%, respectively) under the visible radiation. The photocatalysts used in H2 generation showed much higher performance than commercial TiO2 catalyst (11.200 μmol H2.μmol Ti-1.hr-1 e 0,012 μmol H2.μmol Ti-1.hr-1, respectively). The advantages of these resulting catalytic systems which bear both nanometric and micrometric domains are: (i) they neither need any additional metal dopants nor complex synthesis techniques, such as those commonly reported in the literature; (ii) these systems may be reused; (iii) provide better adsorption and interaction between the target reagents and the particles active sites; and (iv) only a small quantity of TiO2 is necessary to reach relevant photocatalytic activities

Caracterización experimental de la hidrodinámica de lechos fluidizados a presión y temperatura atmosférica

A pesar del frecuente uso de lechos fluidizados para la combustión y gasificación de carbón y biomasa, pocos estudios se han ocupado de caracterizar experimentalmente la hidrodinámica de los mismos. El carácter no lineal de la interacción de los distintos fenómenos de transporte en un lecho fluidizado y el alto número de partículas en el mismo sugieren la teoría del caos como herramienta para el análisis de la hidrodinámica de lechos fluidizados. En esta investigación se realizaron experimentos en un lecho fluidizado de 8 cm de diámetro interno y 1.20 m de altura y a condiciones ambientales (298 K y 86 kPa). Los datos de presión contra tiempo fueron adquiridos por medio de un transductor de presión con un tiempo de respuesta (30 ms) suficientemente rápido para medir la dinámica de las fluctuaciones de presión en el lecho. A los datos experimentales se les determinó el promedio ( x ), la desviación estándar (ï�³ ), la asimetría (S), la llanura (F), la función de autocorrelación (Cxx) y la función de densidad espectral (PSD) por medio del método Welch. Con esta información se caracterizó la hidrodinámica del lecho fluidizado gas­sólido de acuerdo con consideraciones de la teoría del caos

El uso de energía en microempresas tradicionales. Eficiencia, innovación y gestión

Cualquiera que sepa que las microempresas en Medellín, actualmente suman cerca de 95.000 -algo así como el 96% del tejido empresarial-, y que generan alrededor del 50% del empleo de la ciudad, le interesará este libro. La razón es simple: en él se ofrecen modos muy concretos, no sólo de conservarlas sino de fortalecerlas. Haga el lector el siguiente ejercicio: cierre los ojos e imagine qué le ocurriría a la ciudad y a miles de sus familias si por algún albur, todas -o la mayoría- de las microempresas desaparecieran de repente. Seguramente lo que vería, no sería agradable, entonces abra los ojos y dispóngase a leer esta obra.El mensaje básico del presente libro es que usar eficientemente la energía, representa para todas las empresas, pero en particular para las micronegocios, beneficios no sólo en productividad y competitividad sino también en seguridad ocupacional y bienestar para sus dueños, sus familias y empleados, además de favorecer el medio ambiente. Alcanzar la eficiencia energética se logra tanto por disponer y adoptar buenas tecnologías energéticas, adecuadas instalaciones y espacios apropiados para su explotación, como gracias a las mejoras en los comportamientos y estilos de vida de los usuarios frente al consumo de las diversas fuentes de energía: hidroeléctrica, gas, carbón, leña, etc. En consecuencia, en esta obra se ofrecen a los microempresarios de estratos populares de la ciudad de Medellín, tanto alternativas tecnológicas y socioeconómicas que les permitan ser más eficientes y productivos, como un modelo de gestión energética que las haga viables y sostenibles en el tiempo.La conclusión del libro es clara: sin microempresas podrá haber crecimiento económico, pero nunca desarrollo humano incluyente y sostenible.  La novedad de la obra radica precisamente en que nunca antes las microempresas en el país habían sido conocidas y evaluadas desde el punto de vista de su eficiencia energética y menos aún, se habían hecho propuestas alcanzables para su mejoramiento y fortalecimiento.No sobra agregar que en su concepción y composición, en el libro participó un amplio grupo de académicos e investigadores de renombradas universidades de la ciudad, lo mismo que expertos y consultores tanto públicos como privados. Pero, sobre todo, este libro no hubiera sido posible sin la presencia constante y activa de los microempresarios que aportaron toda su buena voluntad para llevar a cabo el proyecto de investigación que le dio origen a la obra. A todos ellos se les hace un merecido reconocimiento a lo largo y ancho de sus páginas

Molecularly imprinted TiO2 photocatalysts for degradation of diclofenac in water

In order to improve the selectivity in photocatalytic process, molecularly imprinted photocatalysts containing a low loading of TiO2 (from 6.6 to 16.6% of total mass) were prepared for photocatalytic degradation of an organic pollutant, diclofenac (DIC). The photocatalytic component TiO2 (P25), with and without being doped with Cu2O, was embedded in diclofenac-imprinted polymers. The molecularly imprinted polymers (MIPs) and the composite photocatalysts exhibited a superior specific target recognition for selective degradation of DIC over non-target reference molecules, fluoxetine (FLU) and paracetamol (PARA). In contrast to the non-selective commercial sample of TiO2, the average value of selectivity of the imprinted catalysts for photocatalytic degradation of DIC was estimated to be 2.8, which suggests that the specific binding sites created by the molecular imprinting are essential for gaining high catalytic selectivity and efficiency. After 6 cycles of testing under UV-light, the imprinted catalysts maintained almost the same efficiency for photo degradation of DIC. In addition, the morphology and the structure of the imprinted catalysts remained after repeated uses. The results suggest that it is feasible to use MIPs to control the selectivity of photocatalytic degradation of organic pollutants

Advanced Hydrogels Combined with Silver and Gold Nanoparticles against Antimicrobial Resistance

The development of multidrug-resistant (MDR) microorganisms has increased dramatically in the last decade as a natural consequence of the misuse and overuse of antimicrobials. The World Health Organization (WHO) recognizes that this is one of the top ten global public health threats facing humanity today, demanding urgent multisectoral action. The UK government foresees that bacterial antimicrobial resistance (AMR) could kill 10 million people per year by 2050 worldwide. In this sense, metallic nanoparticles (NPs) have emerged as promising alternatives due to their outstanding antibacterial and antibiofilm properties. The efficient delivery of the NPs is also a matter of concern, and recent studies have demonstrated that hydrogels present an excellent ability to perform this task. The porous hydrogel structure with a high-water retention capability is a convenient host for the incorporation of the metallic nanoparticles, providing an efficient path to deliver the NPs properly reducing bacterial infections caused by MDR pathogenic microorganisms. This article reviews the most recent investigations on the characteristics, applications, advantages, and limitations of hydrogels combined with metallic NPs for treating MDR bacteria. The mechanisms of action and the antibiofilm activity of the NPs incorporated into hydrogels are also described. Finally, this contribution intends to fill some gaps in nanomedicine and serve as a guide for the development of advanced medical products