Culturability and viability of Salmonella typhimurium during photo-Fenton process at pH 5.5 under solar simulated irradiation

Culturability and viability techniques such as plate count on solid agar (PC), Most Probable Number (MPN) and Direct Viable Count-Fluorescence in Situ Hybridation (DVC FISH) were used to study the inactivation of Salmonella typhimurium by photo-Fenton process at pH 5.5. In the presence of only simulated solar irradiation (500 W·m−2), S. typhimurim showed that both culturability measured by MPN and viability (measured by DVC FISH) underwent just a slight decreasing of 2 and 1 log respectively after 240 min of light exposition while culturability measured by PC did not show any change. Results after 48 h of dark conditions did not reveal re-growth. However, when experiment was carried out in the presence of 2 mg L−1 of Fe3+ and 20 mg L−1 of H2O2 and pH 5.5, culturability was strongly affected after 240 min of simulated solar irradiation; nevertheless, viability was only slightly altered (~1 log). During dark period of 48 h changes on culturability and viability were not observed. On the other hand, it was also found that sugar metabolism was affected rather the amino-acids in S. typhimurium cells irradiated at different times upon photo-Fenton conditions. These findings might suggest for the first time that photo-Fenton process at pH 5.5 could induce viable but nonculturable state (VBNC) on waterborne S. typhimurium and that probably sugar metabolism damage could activate the VBNC state.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis de materiales compuestos TiO2-TPA/biochar vía ultrasonido y sol-gel para la degradación de ibuprofeno y diclofenaco

En este trabajo, se sintetizó material residual de biomasa (cáscaras de semillas de girasol-CSG) mediante activación química y térmica para obtener carbón activado (AC) y se utilizó como soporte de TiO2 modificado con 30% de ácido tungstofosfórico (TPA) para formar fotocatalizadores compuestos para potenciar la adsorción y fotodescomposición de productos farmacéuticos y productos de cuidado personal (PPCPc). Se utilizó la técnica de ultrasonido y sol-gel para preparar este material compuesto para diferentes relaciones (1:2, 1:1, 1:0.8, 1:0.7, 1:0.6 1:0.5) de TiO2-TPA:AC. Caracterizaciones del compuesto obtenido incluyen: la adsorción de N2 por el método Brunauer-Emmett-Teller (BET), microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX), espectroscopía de reflectancia difusa visible UV (UV-vis DRS) y seguimiento de la eliminación de diclofenaco (DIC) e ibuprofeno (IBU).Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis, caracterización y evaluación como superficies autolimpiantes foto-inducidas de películas de quitosano conteniendo titania modificada con ácido tungstofosfórico

En este trabajo se reporta la preparación de diferentes películas a base de quitosano conteniendo diferentes cargas de titania modificada con ácido tungstofosfórico (TiO2-TPA), este último con capacidad de absorber luz visible entre 400 y 500 nm. Estas películas fueron caracterizadas por SEM, EDAX, DRX, ángulo de contacto (CA) y ATR-FT-IR, encontrándose que las nanopartículas de TiO2-TPA se encuentran altamente dispersas en las películas de quitosano (QTiO2- TPA) y que la interacción entre estas y los grupos funcionales del quitosano son débiles.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Aplicación de procesos foto-Fenton a pH neutro en la desinfección de aguas superficiales naturales

En este trabajo se evaluó sistemáticamente a escala de laboratorio usando agua ultrapura y muestras de agua superficial natural, el efecto de los procesos foto-Fenton a pH neutro en la inactivación de células bacterianas.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis, caracterización y evaluación como superficies autolimpiantes foto-inducidas de películas de quitosano conteniendo titania modificada con ácido tungstofosfórico

En este trabajo se reporta la preparación de diferentes películas a base de quitosano conteniendo diferentes cargas de titania modificada con ácido tungstofosfórico (TiO2-TPA), este último con capacidad de absorber luz visible entre 400 y 500 nm. Estas películas fueron caracterizadas por SEM, EDAX, DRX, ángulo de contacto (CA) y ATR-FT-IR, encontrándose que las nanopartículas de TiO2-TPA se encuentran altamente dispersas en las películas de quitosano (QTiO2- TPA) y que la interacción entre estas y los grupos funcionales del quitosano son débiles.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis, caracterización y evaluación como superficies autolimpiantes foto-inducidas de películas de quitosano conteniendo titania modificada con ácido tungstofosfórico

En este trabajo se reporta la preparación de diferentes películas a base de quitosano conteniendo diferentes cargas de titania modificada con ácido tungstofosfórico (TiO2-TPA), este último con capacidad de absorber luz visible entre 400 y 500 nm. Estas películas fueron caracterizadas por SEM, EDAX, DRX, ángulo de contacto (CA) y ATR-FT-IR, encontrándose que las nanopartículas de TiO2-TPA se encuentran altamente dispersas en las películas de quitosano (QTiO2- TPA) y que la interacción entre estas y los grupos funcionales del quitosano son débiles.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Efecto de la incorporación de nanopartículas de TiO₂ sobre las propiedades de matrices a base de quitosano

El quitosano (Q) es un poliaminosácarido lineal compuesto por unidades monoméricas de N-acetil glucosamina y D-glucosamina, unidas a través de enlaces glucosídicos β-(1-4). La combinación de una matriz orgánica con nanopartículas inorgánicas de TiO₂ como fase de relleno constituye una alternativa interesante para mejorar las propiedades de los materiales biopoliméricos. Los objetivos fueron: i) Obtener matrices nanocompuestas a partir quitosano con inclusión de TiO₂; ii) estudiar las propiedades de barrera, mecánicas y microestructurales de las matrices obtenidas. Las suspensiones filmogénicas se prepararon por disolución de Q en una solución de ácido acético y posterior inclusión de diferentes concentraciones de TiO₂ (0,1% a 0,5% p/v). El análisis térmico se llevó a cabo mediante calorimetría diferencial de barrido modulado (MDSC); a partir de las curvas de flujo calórico (W/g) se observó un aumento de la entalpía y de la temperatura de fusión con el aumento de la concentración de nanopartículas. En cambio, la temperatura de transición vítrea resultó independiente del contenido de TiO₂. El análisis morfológico de las películas puso de relieve que la inclusión de TiO₂ en las matrices resultó ser homogénea en su distribución. La solubilidad y humedad de las nanocompuestos disminuyó significativamente con el aumento de la concentración de TiO₂. Las propiedades mecánicas mostraron mayor elongación porcentual con la inclusión de concentraciones crecientes de nanopartículas. El espectro ATR/FTIR de las películas de quitosano exhibió los picos característicos a 1648 cm⁻¹ y a 1581 cm⁻¹. Las matrices de quitosano con incorporación de nanopartículas mostraron cambios en las regiones 3500-2800 y 1600-1100 cm⁻¹. Así, la formación de una matriz interconectada por las interacciones establecidas entre el quitosano y las partículas de relleno explicarían los cambios evidenciados en las propiedades mecánicas y en la solubilidad. Estos resultados demuestran que con la inclusión de TiO₂ en matrices biopoliméricas se obtendrían materiales con mayor elongación y más hidrofóbicos.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias AplicadasFacultad de Ingenierí

Ácido tungstofosfórico soportado sobre óxido de titanio como catalizador en la síntesis de 2-furoato de 2-fenoxietilo en condiciones libre de solvente

Un heteropoliácido tipo Keggin se soportó sobre óxido de titanio mediante el método sol-gel, usando urea como agente formador de poros y ácido tungstofosfórico (TPA) como fase activa, con una carga final de 30% TPA (p/p). El mismo se calcinó a 500 °C durante 2 h. El material se caracterizó por diferentes métodos fisicoquímicos, como espectroscopía UV-Visible de reflectancia difusa (UV-Vis DRS), resonancia magnética nuclear de ³¹P (³¹P MAS NMR), espectroscopía Raman con transformada de Fourier (FT-Raman), espectroscopía infrarroja de reflectancia difusa con transformada de Fourier (DRIFT-FT-IR), determinación de acidez mediante titulación potenciométrica con n-butilamina, entre otras. Los resultados de caracterización mostraron evidencia de que el TPA mantiene en gran parte su estructura tipo Keggin y en menor cantidad aparecen especies diméricas y lacunares, hay una importante interacción entre el anión Keggin y la superficie del TiO₂, y la acidez es muy fuerte. El catalizador se evaluó en la síntesis de 2-furoato de 2-fenoxietilo mediante esterificación de ácido 2- furoico con 2-fenoxietanol. Se varió la temperatura de reacción, la relación molar ácido-alcohol y la cantidad de catalizador, encontrando que las condiciones óptimas son: 125 °C, relación molar ácidoalcohol 1:2 y cantidad de catalizador 50 mg por mmol de ácido. Se sugiere que el mecanismo de reacción implica un intermediario protonado del ácido 2-furoico con el que reacciona el alcohol.A Keggin heteropolyacid was supported on titanium oxide through the sol-gel method by adding urea as pore-forming agent and tungstophosphoric acid (TPA) as active phase with a final concentration of 30% TPA (w/w), and finally annealing at 500 °C for 2h. The obtained material was characterized by multi-techniques, such as diffuse reflectance UV-Visible spectroscopy (UV-Vis DRS), ³¹P nuclear magnetic resonance (³¹P MAS NMR), Fourier transform Raman spectroscopy (FTRaman), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFT-FT-IR), acidity estimation by potentiometric titration with n-butylamine, among others. Characterization results showed evidence about the most part of TPA is present as Keggin anion, and lacunar or dimeric species appear in minor amount, an important interaction between Keggin anion and TiO₂ surface exists, and the acidity is very strong. Catalyst was evaluated in the synthesis of 2-phenoxyetil-2- furoate by esterification of 2-furoic acid with 2-phenoxyethanol. The reaction temperature, the molar ratio of acid-alcohol and the catalyst amount were varied, finding that the optimal conditions are: 125 °C, acid-alcohol molar ratio 1:2, and catalyst quantity 50 mg per mmol of acid. It is suggested that the reaction mechanism involves a protonated intermediate of 2-furoic acid with which the alcohol reacts.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Research Trends on Pillared Interlayered Clays (PILCs) Used as Catalysts in Environmental and Chemical Processes: Bibliometric Analysis

Over the last four decades, a large number of studies have been published on pillared interlayered clays (PILCs) used as adsorbent materials and catalysts or supports for transition metals in heterogeneous catalysis. Particularly, PILCs have been used for water treatment through advanced oxidation processes (AOPs) to remove organic pollutants. They have also been studied in various chemical and environmental processes. Because of the growing interest in PILCs, this article is focused on analyzing scientific publications such as research/review articles and book chapters from the last four decades (from 1980 to 2019) through a bibliometric analysis (BA) to visualize and describe research trends on PILCs. By narrowing the bibliographic search to titles, keywords, and abstracts of publications related to PILCs, using Scopus and Web of Science (WoS) (the two scientific databases), a total of 3425 documents have been retrieved. The bibliometric dataset was analyzed by VantagePoint®. The main research trends identified in the last four decades were the use of PILCs in environmental processes (34.4% of total publications) along with chemical processes (petrochemical reactions 17.5%, SCR NOx 10.8%, and decomposition 8.2%). In environmental processes, PILCs have been used in photo-oxidation (32%), CWPO (21.1%), and heterogeneous catalysis (19.4%). Phenols, dyes, and VOCs have been the main pollutants studied using PILCs as catalysts. Fe, Ti, Zr, Cu, and Co are the most supported active phases in PILCs. Other research trends grouped by characterization techniques, countries, research areas, institutes, scientific journals that have published the most on this topic, number of publications per 5-year period, and most frequently used keywords through the last four decades have been identified. It was determined that the number of publications on PILCs has increased since 1980 and the countries with the highest number of publications are China, Spain, and The United States of America.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Degradation study of malachite green on chitosan films containing heterojunctions of melon/TiO₂ absorbing visible-light in solid-gas interfaces

Urea modified TiO2 nanoparticles were synthesized at different TiO2: urea ratios (10, 30 and 60 (%wt) named UTiO2-10, 30 and 60) by sol-gel method and annealing at 400 °C during 1 h. Characterization revealed the presence of TiO2 nanoparticles with visible light absorption (between 400 and 500 nm) probably due by the formation of thermolysis urea byproducts such as melon, which may induce a TiO2/melon heterojunction. Then, modified nanoparticles were immobilized on chitosan films by adding 30% (70QS/30UTiO2) and 50% 50QS/50UTiO2) of UTiO2 nanoparticles. Functionalized films were characterized by SEM-EDS, DRS and AFM. Photo-induced degradation of malachite green stains was evaluated on these films under different wavelengths. Upon UV-A + visible light irradiation, films showed good activity even slightly better than those containing Evonik P-25 (70QS/30P-25). Upon visible light between 450 and 800 nm, films evidenced a satisfactory performance but slower than under UV-A + visible light irradiation whereas the photobleaching activity of 70QS/30P-25 was very poor. When visible light irradiation with wavelengths higher than 590 nm was used, a slight photobleaching was also observed. DRS spectra taken at different irradiation times showed that dye underwent N-demethylated oxidative reactions either upon UV–vis or visible light irradiation. ATR-FTIR measurements revealed the generation of benzophenones after 6 h of irradiation probably suggesting the formation of singlet oxygen under visible light. 70QS/30UTiO2-10 films showed a good photo-bleaching activity after 18 h of continuous UV-A + visible light irradiation.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada