v. 36 n. 3 (2023): Revista ION
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Avaliação da diminuição da concentração de cefalexina em solução aquosa por fotocatálise com radiação UV-LED.

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  • Miguel Angel Jimenez Perez,
  • Rafael Nikolay Agudelo Valencia,
  • John Steven Devia Orjuela,
  • Siby Inés Garces Polo
Miguel Angel Jimenez Perez
Universidad Libre
Rafael Nikolay Agudelo Valencia
Universidad Libre
John Steven Devia Orjuela
Universidad Libre
Siby Inés Garces Polo
Universidad Libre
DOI: https://doi.org/10.18273/revion.v36n3-2023004

Publicado 2023-11-21

Palavras-chave

  • Cefalexina,
  • Contaminantes emergentes,
  • Processos de oxidação avançados,
  • Fotocatálise,
  • Radiação ultravioleta

Como Citar

Jimenez Perez, M. A., Agudelo Valencia, R. N. ., Devia Orjuela, J. S. ., & Garces Polo, S. I. (2023). Avaliação da diminuição da concentração de cefalexina em solução aquosa por fotocatálise com radiação UV-LED. REVISTA ION, 36(3), 43–51. https://doi.org/10.18273/revion.v36n3-2023004

Copyright (c) 2023 Miguel Angel Jimenez Perez, Rafael Nikolay Agudelo Valencia, John Steven Devia Orjuela, Siby Inés Garces Polo

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Resumo

Foi estudado o efeito da radiação UV catalisada com TiO2 para a degradação da cefalexina, um antibiótico amplamente utilizado que faz parte dos chamados contaminantes emergentes. Esta molécula possui uma estrutura complexa, necessitando de processos avançados de oxidação para sua degradação. Para a oxidação fotocatalítica, foram planejados experimentos de 1,5 h em reatores de 1 L com soluções de Cefalexina 15 mg/L, nos quais a influência do pH e da radiação foi avaliada em um delineamento compósito central, este último mantendo constante a dose de catalisador de TiO2 a 100 mg/ L para cada experimento e o número de lâmpadas utilizadas no processo foi variado. Para verificar a eficácia do processo, avaliou-se a redução percentual na concentração de cefalexina e no carbono orgânico total; uma análise de variância descobriu que uma redução máxima na concentração de cefalexina de 33,42 % foi alcançada em pH 8 e 10 lâmpadas no sistema. Não foi possível reduzir a concentração de carbono orgânico total, portanto não houve mineralização no processo, por isso é recomendado para estudos posteriores analisar os produtos do processo para determinar como a molécula é degradada.

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Referências

  1. Jimenez Bambague EM, Madera Parra CA, Peña Salamanca EJ. Eliminación de compuestos farmacéuticos presentes en el agua residual doméstica mediante un tratamiento primario avanzado. Ingeniería y competitividad. 2020;22(1):10.
  2. Melendez Marmolejo J, Garcia Saavedra Y, Galvan Romero V, Díaz de León Martínez L, Vargas Berrones K, Mejía Saavedra J, et al. Contaminantes emergentes. Problemática ambiental asociada al uso de antibióticos. Nuevas técnicas de detección, remediación y perspectivas de legislación en América Latina. Revista salud ambiental. 2020;20(1):53-61.
  3. Bansal P, Verma A. Pilot-scale single-step reactor combining photocatalysis and photo-Fenton aiming at faster removal of Cephalexin. J Clean Prod. 2018;195:540-551. doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.05.219
  4. Alessandretti I, Rigueto CVT, Nazari MT, Rosseto M, Dettmer A. Removal of diclofenac from wastewater: A comprehensive review of detection, characteristics and tertiary treatment techniques. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021;9(6):106743. doi.org/10.1016/j.jece.2021.106743
  5. Noman EA, Al-Gheethi A, Mohamed RMSR, Talip BA, Hamood MS, Altowayti WAH, et al. Sustainable approaches for removal of cephalexin antibiotic from non-clinical environments: A critical review. Journal of Hazardous Materials. 2021;417:126040. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126040
  6. Lopez Garcia UM. Aplicación de electrodiálisis a la eliminación de nitrato en agua (Tesis de maestría). México: Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica; 2005. [En línea]. Available: https://cideteq.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1021/157/1/Aplicaci%C3%B3n%20de%20la%20electrodi%C3%A1lisis%20en%20agua..pdf.
  7. Dévora Isiordia GE, López Mercado ME Fimbres Weihs GA, Álvarez Sánchez J, Astorga Trejo S. Desalación por ósmosis inversa y su aprovechamiento en agricultura en el valle del Yaqui, Sonora, México. Tecnologia y ciencias del agua. 2016;7(3):155-169.
  8. Valladares Cisneros MG, Aranda Figueroa MG, Romero Dominguez RJ. Aplicación de adsorbentes de origen vegetal en la remoción de colorantes en agua. Inventio. 2019;15(37). doi.org/10.30973/inventio/2019.15.37/7
  9. Arango Ruiz A. La electrocoagulación: una alternativa para el tratamiento de aguas residuales. Revista Lasallista de Investigación. 2005;2(1):49-56.
  10. Castañeda Jimenez AC. Procesos de oxidacion avanzada aplicados en el tratamiento de aguas de la industria del petroleo (Trabajo de especialización). Bogotá, Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito; 2014.
  11. Valencia Acosta CL. Evaluación de la fotólisis UV/254 nm como tratamiento para la eliminación de Salmonella spp. en aguas de granjas porcícolas (Tesis de grado). Bogotá, Colombia: Pontificia Universidad Javeriana; 2019. Available: https://repository.javeriana.edu.co/handle/10554/43169
  12. Angel Ospina A, Machuca Martinez F. Ozonización catalítica en el tratamiento de Contaminantes de Preocupación Emergente en aguas residuales: Un análisis bibliométrico. Ingenieria y competitividad. 2021;24(1).
  13. Forero JE, Ortiz OP, Rios F. Aplicacion de procesos de oxidacion avanzada como tratamiento de fenol en aguas residuales industriales de refineria. CT&F-Ciencia, tecnología y futuro. 2005;3(1):97-109.
  14. He J, Zhang Y, Guo Y, Rhodes G, Yeam J, Li H, et al. Photocatalytic degradation of cephalexin by ZnO nanowires under simulated sunlight: Kinetics, influencing factors, and mechanisms. Kinetics, 2019;132:105105. doi.org/10.1016/j.envint.2019.105105
  15. Almasi A, Esmaeilpoor R, Hoseini H, Abtin V, Mohammadi M. Photocatalytic degradation of cephalexin by UV activated persulfate and Fenton in synthetic wastewater: optimization, kinetic study, reaction pathway and intermediate products. J Environ Health Sci Eng. 2020;18(2):1359-1373. doi.org/10.1007/s40201-020-00553-1
  16. Guarin Llanes CY, Mera Benavides AC. Fotocatálisis heterogénea con TiO2 para el tratamiento de desechos líquidos con presencia del indicador verde de bromocresol. Revista Ingenierías Universidad de Medellín. 2011;10(19):79-88.
  17. APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Washington D.C.: American Public Health Association; 2017.
  18. Machin A, Soto-Vázquez L, Garcia D, Cotto MC,Ortiz D, Berríos-Rolón PJ, et al. Photodegradation of Ciprofloxacin and Levofloxacin by Au@ZnONPs-MoS2-rGO Nanocomposites. Catalysts. 2023;13(3):538. doi.org/10.3390/catal13030538
  19. El Mragui E, Daou I, Zegaoui O. Influence of the preparation method and ZnO/(ZnO + TiO2) weight ratio on the physicochemical and photocatalytic properties of ZnO-TiO2 nanomaterials. Catalysis Today. 2019;321–322:41-51. doi.org/10.1016/j.cattod.2018.01.016
  20. Pinedo Hernández J, Marrugo Madrid S, Enamorado Montes G, Urango Cárdenas I, Marrugo Negrete J. Optimización del pH y la concentración de TiO2 para la remoción de mercurio en un sistema fotocatalítico de recirculación iluminado con lámparas UV. Ingenieria y desarrollo. 2017;35(2):305-319.
  21. Garcés Giraldo LF, Mejía Franco EA, Santamaría Arango JJ. La fotocatálisis como alternativa para el tratamiento. Revista Lasallista de Investigación. 2004;1(1):83-92.
  22. Wang M, Su S, Zhong X, Kong D, Li B, Song Y, et al. Enhanced Photocatalytic Hydrogen Production Activity by Constructing a Robust Organic-Inorganic Hybrid Material Based Fulvalene and TiO2. Nanomaterials. 2022;12(11):1918. doi.org/10.3390/nano12111918
  23. Guo Y, Zhou C, Fang L, Liu Z, Li W, Yang M. Effect of pH on the Catalytic Degradation of Rhodamine B by Synthesized CDs/gC3N4/Cux O Composites. ACS omega. 2021;6(12):8119-8130. doi.org/10.1021/acsomega.0c05915
  24. Hoffmann MR, Martin ST, Choi W, Bahnemann DW. Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis. Chem. Rev. 1995;95(1):69-96. doi.org/10.1021/cr00033a004
  25. Kanakaraju D, Glass BD, Oelgemöller M. Titanium dioxide photocatalysis for pharmaceutical wastewater treatment. Environmental Chemistry Letters. 2014;12(1):27-47. doi.org/10.1007/s10311-013-0428-0
  26. Sun X, He W, Yang T, Ji H, Wen L, Lei J, et al. Ternary TiO2 /WO3/CQDs nanocomposites for enhanced photocatalytic mineralization of aqueous cephalexin: Degradation mechanism and toxicity evaluation. Chemical Engineering Journal. 2021;412:128679. doi.org/10.1016/j.cej.2021.128679