Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/15017
Título : Evaluación de la adsorción de especies de arsénico en medio acuoso usando nanopartículas de magnetita, mediante simulaciones AB-Initio en el marco DFT orientada a la creación de filtros de agua.
Autor : Pilicita Riofrio, Victor Alexander
Director(es): Ormaza Hugo, Rosa Maricela
Tribunal (Tesis): Yumi Silva, Jorge Efrén
Palabras claves : CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES;FÍSICA;SIMULACIONES AB-INITIO;TEORÍA FUNCIONAL DE LA DENSIDAD;NANOPARTÍCULAS DE MAGNETITA;ARSÉNICO;REMEDIACIÓN AMBIENTAL;FILTRO DE CELULOSA-NANOPARTÍCULA(NP)
Fecha de publicación : 28-ago-2020
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Pilicita Riofrio, Victor Alexander. (2020). Evaluación de la adsorción de especies de arsénico en medio acuoso usando nanopartículas de magnetita, mediante simulaciones AB-Initio en el marco DFT orientada a la creación de filtros de agua. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;86T00117
Abstract : The objective of this study is to evaluate the adsorption of arsenic species in aqueous medium using magnetite nanoparticles (NPs), through ab-initio simulations within the framework of functional density theory (DFT) oriented to the creation of water filters. The VASP software was used to generate numerical simulations of a magnetite nanoparticle following three steps. The first allows determining the exchange functionalities in DFT and the dimensions of the cells to generate reliable simulations. Three environments are proposed whose energetic difference (adsorption energy) determines the adsorption of As atoms. The second stage corresponds to optimizing the adsorption of arsenic in magnetite. The dynamics dictates that there will be an adsorption energy minimization point that would represent the maximum adsorption capacity. A fit based on Taylor polynomials provides the maximum adsorption value of As through optimization processes using one-variable calculation. Finally, the third phase made it possible to determine the optimal cross-sectional area of said filter, as well as its width from a differential approach. As a case study, the Rasayacu, Toacaso –Ecuador flow was considered. The PBE functional and a 24.08361A magnetite cell were used without magnetization. As a result, in aqueous medium, magnetite has the ability to adsorb 5 atoms of As species. A filter (cellulose -magnetite NPs) of cylindrical geometry of area 216,423 mm^2 was proposed; and 2 differential equations that measure the infinitesimal adsorption of a given cross-sectional area (dAd(x))/dx=-µ and (dAd(x))/dx=-µAd(x). The solution to these equations describes the adsorption of As by an infinitesimal crosssectional area of the filter as a function of its width (x) with 1.08Gr and 1.513Gr (Gr cellulose towel thickness) respectively for each solution. It is recommended to perform experimental measurements to verify the data presented in this work.
Resumen : El objetivo de este estudio es evaluar la adsorción de especies de arsénico en medio acuoso usando nanopartículas (NPs) de magnetita, mediante simulaciones ab-initio en el marco de la teoría de la densidad funcional (DFT) orientado a la creación de filtros de agua. Se utilizó el software VASP para generar simulaciones numéricas de una nanopartícula de magnetita siguiendo tres etapas. La primera permite determinar los funcionales de intercambio en DFT y las dimensiones de las celdas para generar simulaciones fiables. Se propone tres ambientes cuya diferencia energética (energía de adsorción) determina la adsorción de átomos de As. La segunda etapa corresponde a la optimización de la adsorción del arsénico en la magnetita. La dinámica dicta que existirá un punto de minimización energética de adsorción que representaría la capacidad máxima de adsorción. Un ajusto basado en polinomios de Taylor proveen el valor máximo de adsorción de As mediante procesos de optimización usando cálculo de una variable. Finalmente, la tercera fase permitió determinar el área transversal óptima de dicho filtro, así como su anchura proveniente de un enfoque diferencial. Como caso de estudio se consideró el fluyente Rasayacu, Toacaso-Ecuador. Se usó el funcional PBE y una celda de magnetita de 24.08361A sin magnetización. Como resultado en medio acuoso, la magnetita tiene la capacidad de adsorber 5 átomos de especies de As. Se propuso un filtro (celulosa-NPs de magnetita) de geometría cilíndrica de área 216.423mm2; y 2 ecuaciones diferenciales que medien la adsorción infinitesimal de un área transversal dada (dAd(x))/dx=-µ y (dAd(x))/dx=-µAd(x). La solución a dichas ecuaciones describe la adsorción del As por parte de un área transversal infinitesimal del filtro en función de su anchura (x) con 1.08Gr y 1.513Gr (Gr grosor toalla de celulosa) respectivamente para cada solución. Se recomienda realizar mediciones experimentales para verificar los datos expuestos en este trabajo.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/15017
Aparece en las colecciones: Biofísica

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
86T00117.pdf1,69 MBAdobe PDFVista previa
Visualizar/Abrir


Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons Creative Commons