Revisitando la valoración de Boehm : materiales carbonosos obtenidos de aglomerado residual y su modificación con plasmas

La elaboración de un biocarbón (BC) involucra diferentes materias primas y mejor aún si son residuos industriales como aquellos provenientes del aglomerado de madera, aprovechando así el desperdicio y añadiendo valor al mismo. Según el material de partida y las condiciones de los procesos de pirólis...

Full description

Autores:
Villegas Hernández, Juan Carlos
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/45799
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10495/45799
Palabra clave:
Puntos de carga cero
Points of zero charge
Carbón vegetal
Biochar
Desecho de la madera
Wood residues
Aserrín
Wood dust
Aglomeración de la madera
Wood bonding
Restauración medioambiental
Environmental restoration
Pirólisis
Pyrolysis
Espectroscopia infrarroja
Infrared spectroscopy
Valoración de Boehm
Teoría de Brunauer-Emmett-Teller (BET)
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http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_55c77e7c
http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2009002981
ODS 6: Agua limpia y saneamiento. Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos
ODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación
ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres. Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, gestionar sosteniblemente los bosques, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y detener la pérdida de biodiversidad
Rights
openAccess
License
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description La elaboración de un biocarbón (BC) involucra diferentes materias primas y mejor aún si son residuos industriales como aquellos provenientes del aglomerado de madera, aprovechando así el desperdicio y añadiendo valor al mismo. Según el material de partida y las condiciones de los procesos de pirólisis se da lugar a un BC con propiedades determinantes en la adsorción para la remoción de contaminantes orgánicos en medio acuoso. Para conocer las propiedades de un BC y explicar cómo se desempeña el material carbonoso (ej. en procesos de adsorción), se debe hacer una adecuada caracterización en cuanto al área superficial, porosidad y grupos funcionales (en este último caso, métodos como la valoración de Boehm son clave). Así pues, en este trabajo, la valoración de Boehm se selecciona como técnica relevante para cuantificar algunos grupos funcionales oxigenados de la periferia del BCs obtenidos por pirólisis y con modificación usando plasmas. Inicialmente se sintetizaron ocho BC bajo diferentes condiciones de pirólisis, y adicionalmente algunos se modificaron con plasma. La caracterización por valoración de Boehm se aplicó a los BC y los resultados fueron comparados con la literatura. En la modificación con plasma, se evidenció el cambio de varios grupos oxigenados. Es relevante mencionar que, para la valoración de Boehm, se revisitó la técnica de forma detallada, probando diferentes condiciones de titulación. Además, se emplearon otras técnicas de caracterización tales como Infrarrojo por reflectancia Total Atenuada (FTIR-ATR), Fisisorción de nitrógeno con método de Brunauer-Emmett-Teller (BET, área superficial y porosidad) y determinación del Punto de Carga Cero (Point Zero Charge, PZC) para constatar los resultados de la valoración de Boehm. Finalmente, se llevaron a cabo experimentos de adsorción para el tratamiento tres contaminantes orgánicos modelo en medio acuoso para mostrar el uso potencial de los BC obtenidos.
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_version_ 1851052588458311680
spelling Silva Agredo, JavierSerna Galvis, Efraím AdolfoVillegas Hernández, Juan CarlosGrupo de Investigación en Remediación Ambiental y Biocatálisis2025-05-05T18:55:30Z2025https://hdl.handle.net/10495/45799La elaboración de un biocarbón (BC) involucra diferentes materias primas y mejor aún si son residuos industriales como aquellos provenientes del aglomerado de madera, aprovechando así el desperdicio y añadiendo valor al mismo. Según el material de partida y las condiciones de los procesos de pirólisis se da lugar a un BC con propiedades determinantes en la adsorción para la remoción de contaminantes orgánicos en medio acuoso. Para conocer las propiedades de un BC y explicar cómo se desempeña el material carbonoso (ej. en procesos de adsorción), se debe hacer una adecuada caracterización en cuanto al área superficial, porosidad y grupos funcionales (en este último caso, métodos como la valoración de Boehm son clave). Así pues, en este trabajo, la valoración de Boehm se selecciona como técnica relevante para cuantificar algunos grupos funcionales oxigenados de la periferia del BCs obtenidos por pirólisis y con modificación usando plasmas. Inicialmente se sintetizaron ocho BC bajo diferentes condiciones de pirólisis, y adicionalmente algunos se modificaron con plasma. La caracterización por valoración de Boehm se aplicó a los BC y los resultados fueron comparados con la literatura. En la modificación con plasma, se evidenció el cambio de varios grupos oxigenados. Es relevante mencionar que, para la valoración de Boehm, se revisitó la técnica de forma detallada, probando diferentes condiciones de titulación. Además, se emplearon otras técnicas de caracterización tales como Infrarrojo por reflectancia Total Atenuada (FTIR-ATR), Fisisorción de nitrógeno con método de Brunauer-Emmett-Teller (BET, área superficial y porosidad) y determinación del Punto de Carga Cero (Point Zero Charge, PZC) para constatar los resultados de la valoración de Boehm. Finalmente, se llevaron a cabo experimentos de adsorción para el tratamiento tres contaminantes orgánicos modelo en medio acuoso para mostrar el uso potencial de los BC obtenidos.Biochar (BC) production involves various raw materials, and even more so if they are obtained from industrial waste, such as wood agglomerates, thus utilizing waste to adding value. Depending on the starting material and the pyrolysis process conditions, the biochar is produced has determinant properties for applications in the adsorption of organic pollutants in an aqueous medium. To know the properties of a biochar and explain how the carbonaceous material performs in adsorption, adequate characterization in terms of surface area, porosity, and functional groups (in the latter case, methods such as Boehm titration are key) is required. Therefore, in this work, Boehm titration was selected as a relevant technique to quantify some oxygenated functional groups on the periphery of the biochars obtained by pyrolysis and with plasmas modification. Initially, eight biochars were synthesized, obtained under different pyrolysis conditions, and some of them were modified with plasma. Then, characterization by Boehm titration was applied to the BCs, and the results were compared with the literature. Plasma modification evidenced the change of several oxygenated groups. It is relevant to mention that, for the Boehm titration, the technique was revisited in detail, testing different operational titration conditions. In addition, other characterization techniques such as Attenuated Total Reflectance Infrared (FTIR-ATR), nitrogen sorption with the Brunauer-Emmett-Teller method (BET, surface area and porosity), and Point Zero Charge (PZC) determination were used to verify the results of the Boehm titration. Finally, adsorption experiments for the treatment of three model organic pollutants in an aqueous medium were carried out to show the use feasibility of the synthesized BCs.Síntesis y caracterización de materiales carbonososValorización de residuosRemediación ambientalCOL0125116PregradoQuímico65 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaQuímicaInstituto de QuímicaMedellín, ColombiaFacultad de Ciencias Exactas y NaturalesCampus Medellín - Ciudad Universitariahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Puntos de carga ceroPoints of zero chargeCarbón vegetalBiocharDesecho de la maderaWood residuesAserrínWood dustAglomeración de la maderaWood bondingRestauración medioambientalEnvironmental restorationPirólisisPyrolysisEspectroscopia infrarrojaInfrared spectroscopyValoración de BoehmTeoría de Brunauer-Emmett-Teller (BET)http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_1503http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_8430http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_6827http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_1fd01672http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_26874http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_28568http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_55c77e7chttp://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2009002981ODS 6: Agua limpia y saneamiento. Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todosODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovaciónODS 15: Vida de ecosistemas terrestres. Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, gestionar sosteniblemente los bosques, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y detener la pérdida de biodiversidadRevisitando la valoración de Boehm : materiales carbonosos obtenidos de aglomerado residual y su modificación con plasmasTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTexthttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftGonzález de la Rosa, L., Mateo-Sánchez, J. 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