ABSTRACT In this study, the particle sizes distribution model that best characterizes the granulometric composition of saprolite ores fed to the Cuban Caron process was determined. Three samples of soft and hard streamers from the Punta Gorda, Camarioca Este and Yagrumaje Sur deposits were evaluated. The main mineralogical phases of the samples were identified by the X-ray powder diffraction method. The predominance of the mineralogical phases lizardite, clinochlore and chlorite-serpentine was observed in the different samples under study. The determination of the parameters of the granulometric models and the evaluation of the quality of their adjustment with statistical techniques, allowed us to identify that the Swebrec function is the one that best describes the distribution of the experimental particle sizes of the streamer samples, with determination coefficients higher than 0,91 and residual errors lower than 6,9%.

RESUMEN En este estudio se determinó el modelo de distribución de tamaños de partícula que mejor caracteriza la composición granulométrica de las menas de saprolitas alimentadas al proceso Caron cubano. Se evaluaron tres muestras de serpentinas blandas y duras concernientes a los yacimientos de Punta Gorda, Camarioca Este y Yagrumaje Sur. Las principales fases mineralógicas de las muestras se identificaron por el método de difracción de rayos X en polvo. Se observó el predominio de las fases mineralógicas lizardita, clinocloro y clorita-serpentina en las diferentes muestras bajo estudio. La determinación de los parámetros de los modelos granulométricos y la evaluación de la calidad de su ajuste con técnicas estadísticas, permitió identificar que la función Swebrec es la que mejor describe la distribución de los tamaños de partículas experimentales de las muestras de serpentinas, con coeficientes de determinación superiores a 0,91 y errores residuales inferiores a 6,9%.

RESUMEN El presente trabajo tiene la finalidad de dar a conocer el desarrollo de un prototipo de sensor para la medición de mercurio (Hg2+) en solución acuosa sobre una plataforma electroquímica basada en electrodos serigrafiados de nanotubos de carbonos (CNT-SPE) en conjunto con nanopartículas de oro (NPs-Au) realizadas a través de síntesis verde, utilizando extracto acuoso de Sargassum spp. Para esto, se realizó la caracterización de las NPs-Au por espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis), infrarrojo (TF-IR), difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM); obteniendo nanopartículas entre 80-100 nm las cuales poseen un recubrimiento orgánico que les confiere una sinergia al momento de ser conjugadas con CNT-SPE oxidadas/activadas. Posteriormente, las NPs-Au se utilizaron para modificar el CNT-SPE a través del método drop-casting y así ensamblar un novedoso sensor electroquímico para la medición de Hg2+, cuya validación y habilidad para medir fue demostrada utilizando voltametría diferencial de pulso (DPV). Se obtuvieron límites de detección de 2.38 𝜇M y cuantificación de 3 𝜇M. Los resultados demuestran que la plataforma desarrollada es una alternativa, rápida, eficiente y portátil para la medición de Hg2+.

ABSTRACT The present manuscript’s objective is to develop a sensor prototype for measuring mercury (Hg2+) in an aqueous solution. An electrochemical platform based on screen-printed carbon nanotube electrodes (CNT-SPE) and gold nanoparticles (NPs-Au) synthesized using a green synthesis method with an aqueous extract of Sargassum spp. For this, the characterization of the NPs-Au was carried out by ultraviolet-visible (UV-Vis), infrared (TF-IR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) spectroscopy. The nanoparticles have sizes between 80-100 nm and an organic coating that allows them a synergy when conjugated with oxidized/activated CNT-SPE. Subsequently, the NPs-Au were used to modify the CNT-SPE through the drop-casting method and thus assemble a novel electrochemical sensor for the measurement of Hg2+, whose validation and ability to measure was demonstrated using differential pulse voltammetry (DPV). Detection limits of 2.38 𝜇M and quantification of 3 𝜇M were obtained. The results show that the developed platform is a fast, efficient and portable alternative for the measurement of Hg2+.

RESUMEN En el comienzo de la historia del grafeno, el óxido de grafeno representaba únicamente un paso intermedio en la metodología para la obtención de láminas de grafeno. Sin embargo, resultados posteriores en la investigación de este material mostraron que el óxido de grafeno exhibe una estructura con defectos y grupos funcionales que le confieren propiedades únicas. Dada la versatilidad de su superficie, se han propuesto distintas vías de funcionalización que han resultado en la obtención de gran variedad de materiales híbridos. En este trabajo, presentamos la obtención y caracterización de tres materiales funcionalizados basados en láminas de óxido de grafeno decoradas con nanopartículas de plata, dióxido de titanio e hidroxiapatita. Estas nanoestructuras fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X, espectroscopía Raman y microscopía electrónica de transmisión. De forma particular se estudió la mejora en las propiedades térmicas del grafeno oxidadonanopartículas de plata mediante análisis termogravimétrico (TGA), la mejora de las señales Raman mediante el mecanismo químico de SERS en el material decorado con dióxido de titanio y se realizó un ensayo de viabilidad celular MTT, en el que se observó que no presentaba citotoxicidad el grafeno oxidado decorado con hidroxiapatita obtenido al usar urea para la precipitación del biocerámico.

ABSTRACT In the early history of graphene, graphene oxide represented only an intermediate step in the methodology for obtaining graphene sheets. However, subsequent results of the investigation of this material showed that graphene oxide exhibits a structure with defects and functional groups that give it unique properties. Given the versatility of its surface, different functionalization routes have been proposed that have resulted in obtaining a wide variety of hybrid materials. In this work, we present the obtaining and characterization of three functionalized materials based on graphene oxide sheets decorated with nanoparticles of silver, titanium dioxide and hydroxyapatite. These nanostructures were characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy and transmission electron microscopy. In particular, the improvement in the thermal properties of oxidized graphene-silver nanoparticles was studied through thermogravimetric analysis (TGA), the improvement of Raman signals through the chemical mechanism of SERS in the material decorated with titanium dioxide and a MTT cell viability assay, in which it was observed that the oxidized graphene decorated with hydroxyapatite obtained using urea did not present cytotoxicity.

RESUMEN La quitina es un polisacárido lineal producido por especies animales y fúngicas. Una de sus principales fuentes de obtención es el hongo Aspergillus niger, cultivado en biorreactores industriales. Es un biopolímero neutro que modifica las propiedades eléctricas de los materiales compuestos, una característica muy útil para algunos dispositivos electrónicos. Nuestro objetivo en este trabajo fue la caracterización fisicoquímica de películas de quitina, extraída de dicho hongo por un método químico asistido por ondas de choque y calor, así como también determinar su resistividad eléctrica al aplicarle altos voltajes (entre 10 y 20 kV). Las ondas de choque se utilizaron en este estudio porque se sabe que inducen poros en las células y podrían promover la entrada de álcali en la hifa, permitiendo una mejor eliminación de los componentes celulares residuales. La quitina fue neutralizada, secada y se formaron películas. Los valores de proteína residual se cuantificaron con la técnica de ácido bicinconínico (BCA), obteniendo películas con bajas cantidades de proteína. La caracterización del morfotipo específico extraído se estimó mediante infrarrojo transformado de Fourier (FTIR) y difracción de rayos X (XRD). Para evaluar la resistividad ante voltajes elevados, se diseñó un circuito especial que permitió detectar variaciones significativas de esta con respecto al voltaje aplicado, es decir, la quitina mostró un comportamiento coincidente con un varistor no lineal y, hasta donde sabemos, este es el primer informe de dicho comportamiento para la quitina.

ABSTRACT Chitin is a linear polysaccharide produced by animal and fungal species. One of its sources is the fungus Aspergillus niger, which is culturable in industrial bioreactors. Chitin is a neutral biopolymer that modifies the electrical properties of composite materials. These are useful features in some electronic devices. This study aimed to carry out physicochemical characterizations of chitin films obtained from the above-mentioned fungus, using a chemical method enhanced with exposure to heat and shock waves, and to determine their electrical resistivity at high voltages (between 10 and 20 kV). Shock waves were used in this study because they are known to induce pores into cells and could promote alkali entry into the hypha, allowing better removal of residual cellular components. Chitin was neutralized, dried, and films were produced. Residual protein values were quantified by bicinchoninic acid assay (BCA). The films obtained had low amounts of protein. The characterization of the specific morphotype extracted was done by FTIR and XRD. An especially designed circuit revealed significant variations of the resistivity as the voltage was varied. This behavior is typical of a non-linear varistor and, to the best of our knowledge, has not been reported for chitin.

Resumen El objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades fisicoquímicas, morfológicas, estructurales y térmicas del almidón recuperado de los residuos de Solanum tuberosum de la industria de frituras en México, utilizando técnicas instrumentales avanzadas. La papa residual se recogió de una empresa productora de papas fritas y el almidón se obtuvo mediante extracción acuosa. El almidón presentó un contenido de carbohidratos de 87.79 %, proteínas (1.18 %), lípidos (0.15 %), cenizas (0.26 %) y amilosa (24.35 %). La capacidad de absorción de agua fue de 1.0163 g g-1, solubilidad (30.17 - 46.65 %), hinchamiento (2.31 - 8.69 g g-1). Los análisis térmicos mostraron una gelatinización del almidón entre 61.7 - 90 °C con una pérdida máxima de peso a 288.1 °C. La microscopía electrónica de barrido-espectroscopía dispersiva de energía (SEM-EDS) mostró partículas de 14 - 69 µm con una composición de 54.3 % de carbono, 45.4 % de oxígeno y 0.15 % de potasio. La dispersión dinámica de luz (DLS) mostró partículas de tamaño nanométrico (120 nm). La resonancia magnética nuclear (NMR) y la difracción de rayos X (XRD) exhibieron la cristalinidad del almidón como tipo B (34.73 %) y la reflectancia total atenuada por espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR - ATR) mostró los grupos funcionales distintivos de la glucosa.

Abstract The objective of this study was to evaluate the physicochemical, morphological, structural, and thermal properties of starch recovered from Solanum tuberosum residual of chips industry in Mexico using advanced instrumental techniques. The residual potato was collected from a chips production company and the starch obtained by aqueous extraction. The starch presented a content of carbohydrates of 87.79 %, proteins (1.18 %), lipids (0.15 %), ashes (0.26 %), and amylose (24.35 %). The water absorption capacity was 1.0163 g g-1, solubility (30.17 - 46.65 %), swelling (2.31 - 8.69 g g-1). Thermal analyzes showed a starch gelatinization about 61.7 - 90 ºC with a maximum weight loss at 288.1 °C. The scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) showed particles of 14 - 69 µm with a composition of 54.3 % carbon, 45.4 % oxygen, and 0.15 % potassium. The dynamic light scattering (DLS) showed particles of nanometric size (120 nm). The nuclear magnetic resonance (NMR) and X-Ray diffraction (XRD) exhibited the crystallinity of the starch as type B (34.73 %) and the Fourier transform infrared spectroscopy-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) showed the functional groups distinctive of the glucose.

ABSTRACT The soot generated in foundry sands is an impediment to the reuse of the sands due to its contamination, therefore catalytic oxidation is necessary to increase the rate of soot oxidation at lower temperatures, improving the energy and environmental efficiency of the recovery process. NiO-CeO2 mixed oxides catalysts were prepared by solvent evaporation method with Ni:Ce molar ratios of 0.5:9.5, 1:9, 5:5, and 9:1, represented as Ni0.5Ce9.5, Ni1Ce9, Ni5Ce5 y Ni9Ce1, respectively and the precursors as CeO2 and NiO catalyst were also prepared through the same method. All the samples were characterized by different techniques based on their chemical, structural, morphological, textural composition, and redox properties. Characterization techniques were N2 sorption (BET method), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), H2 temperature programmed reduction (TPR-H2), Raman laser spectroscopy (LRS), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The catalytic activity of the catalysts was evaluated by TGA under synthetic air as feed gas under tight contact for soot combustion. Calcinations at 800°C and 600°C of the mixed catalysts showed a low specific surface area (3-74 m2 g-1) with average crystallite sizes that varied with the different NiCe values (9-22 nm). However, an increase in the volume of the mesoporous pore was observed, an important parameter for the oxidation of soot with air. Likewise, the X-ray diffractograms of the NiCe catalysts showed a partial introduction of the Ni2+ ions to the CeO2 fluorite lattice through a displacement with respect to the initial position of the CeO2 diffractogram. The catalyst Ni0.5Ce9.5 (600), obtained the best catalytic activity (T50 =519.43 °C) compared to the catalysts Ni1Ce9, Ni5Ce5 y Ni9Ce1 and CeO2 calcined at 800°C and 600 °C. The soot oxidation kinetics were reported, where the activation energy (Ea) was determined, both for catalyzed and non-catalyzed soot under TGA with air flow. Therefore, it was concluded that the catalyst Ni0.5Ce9.5 (600) effectively improved the catalytic activity of the catalyst (Ea = 73 kJ mol-1) and reduced the combustion temperature, which generates the removal of soot at a lower temperature.

RESUMEN El hollín generado en las arenas de fundición es un impedimento para la reutilización de las arenas debido a su contaminación, por ello la oxidación catalítica es necesaria para incrementar la velocidad de oxidación del hollín a menores temperaturas, mejorando la eficiencia energética y ambiental del proceso de recuperación. Los catalizadores mixtos de NiCe fueron preparados mediante el método de evaporación de solvente en proporciones molares Ni:Ce de 0.5:9.5, 1:9, 5:5, y 9:1 representados como Ni0.5Ce9.5, Ni1Ce9, Ni5Ce5 y Ni9Ce1, respectivamente y los catalizadores másicos CeO2 y NiO también fueron preparados por el mismo método. Todas las muestras se caracterizaron mediante diferentes técnicas basadas en su composición química, estructural, morfológica, textural y propiedades redox. Las técnicas de caracterización fueron: sorción de N2 (método BET), difracción de rayos X (XRD), termogravimetría (TGA), reducción a temperatura programada con H2 (TPR-H2), espectroscopía láser Raman (LRS), y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). La actividad catalítica se evaluó por TGA bajo aire sintético en contacto directo para la combustión del hollín. La calcinación a 800 °C y 600 °C de los catalizadores mixtos mostraron una baja superficie específica (3-74 m2 g-1) con tamaño promedio de cristalita que variaron con los distintos valores NiCe (9-22 nm). Sin embargo, se observó un incremento en el volumen del poro mesoporoso, un importante parámetro para la oxidación del hollín con aire. Asimismo, los difractogramas de rayos X del catalizador NiCe mostraron una introducción parcial de los iones Ni2+ a la red de la fluorita del CeO2 mediante un desplazamiento con respecto a la posición inicial del difractograma del CeO2. El catalizador Ni0.5Ce9.5 calcinado a 600 °C obtuvo la mejor actividad catalítica (T50 = 519.43 °C) comparado con los catalizadores Ni1Ce9, Ni5Ce5 y Ni9Ce1 and CeO2 calcinados a 800 °C y 600 °C. Se evaluó la cinética de oxidación del hollín, donde se determinó la energía de activación (Ea) tanto para el hollín catalizado como para el no catalizado bajo TGA con flujo de aire y se concluyó que el catalizador Ni0.5Ce9.5 (600) mejoró efectivamente la actividad catalítica (Ea = 73 kJ mol- 1) generando la eliminación del hollín a una temperatura más baja.

Resumen: En este trabajo se desarrolló un nanomaterial a base de una estructura de hidróxido doble laminar HDL (ZnAl) impregnado de moléculas orgánicas de timol; se estudió el efecto fungistático in vitro e in vivo ante dos hongos fitopatógenos Colletotrichum gloeosporioides y Botrytis cinerea causantes de enfermedades en plantas como la antracnosis y el moho gris. La síntesis de este nanomaterial se llevó a cabo por el método de reconstrucción del óxido mixto ZnAl-(O) pasando por una combustión; la caracterización fisicoquímica del material se efectuó por difracción de rayos-X XRD, análisis termogravimétrico TGA, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier FTIR y microscopía electrónica de barrido MEB. Se realizó un análisis de conservación de la molécula orgánica timol en presencia del hongo fitopatógeno B. cinerea y sin la acción bioquímica de este, mediante cromatografía líquida de alta eficacia HPLC. Concluyendo que el nanomaterial híbrido sintetizado HDL-T puede ser una alternativa para mitigar problemas agrícolas derivado de hongos fitopatógenos sin dañar el medio ambiente y evitando problemas sanitarios; esto por la protección que el HDL le brinda al timol retardando así su descomposición y haciéndole mucho más manejable.

Abstract: In this work, a nanomaterial was developed based on a structure of double laminar hydroxide DLH (ZnAl) impregnated with organic molecules of thymol; the fungistatic effect was studied in vitro and in vivo against two phytopathogenic fungi Colletotrichum gloeosporioides and Botrytis cinerea causing diseases in orchards such as anthracnose and gray mold. The synthesis of this nanomaterial was carried out by the method of reconstruction of the mixed oxide ZnAl-(O) through a combustion; the physicochemical characterization of the material was carried out by X-ray diffraction XRD, thermogravimetric analysis TGA, infrared spectroscopy by Fourier transforms FTIR and scanning electron microscopy SEM. A conservation analysis of the organic molecule thymol was carried out in the presence of the phytopathogenic fungus B. cinerea and without the biochemical action of this, by means of high efficacy liquid chromatography HPLC. Concluding that the hybrid nanomaterial synthesized DLH-T can be a great alternative to mitigate agricultural problems derived from phytopathogenic fungi without damaging the environment and avoiding sanitary problems; this by the protection that DLH provides to thymol thus delaying its decomposition and making it much more manageable.

ABSTRACT Cobalt oxides (Co3O4) are highly explored as electrodes due to some of their properties such as high theoretical capacitance, low cost and their eco-friendly characteristics. In this study, Co3O4 was synthesized by calcining ZIF-67 and physicochemical characterizations such as infrared (IR) spectroscopy, Raman spectroscopy, powder X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) with X-ray dispersive spectroscopy (EDS) were performed. For ZIF-67, IR spectroscopy revealed the presence of Co-N bonds associated with the coordination of cobalt with the 2-methylimidazole ligand, and XRD patterns confirm the typical crystalline structure of the material. In the case of the oxides resulting from the calcination of ZIF-67, the presence of Co-O bonds associated with the spinel structure of Co3O4 is evident, along with a typical crystalline structure. On the other hand, the electrochemical evaluation of Co3O4 showed a specific capacitance of 179.5 F g-1 at 2 A g-1 (186.3 F g-1 at mV s-1), with a retention of 92% after 100 charge/discharge cycles in alkaline media. Finally, this electrochemical behavior combined with the versatility of the synthesis makes these oxides potential materials for use in charge storage systems.

RESUMEN Los óxidos de cobalto (Co3O4) son de gran interés para su uso en supercapacitores (SCs) por su alta capacitancia teórica, baja toxicidad y costo. En este estudio, se sintetizó Co3O4 mediante la calcinación del ZIF-67 y se caracterizó fisicoquímica y estructuralmente con espectroscopia infrarroja (IR) y Raman, difracción de rayos X (DRX) además de microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS). Para el ZIF-67, los espectros IR muestran enlaces Co-N asociados a la coordinación del cobalto con el 2-metilimidazol, además, los patrones de difracción confirman la estructura cristalina típica del material. Para los óxidos resultantes de la calcinación del ZIF-67 se evidencia la presencia de enlaces Co-O asociados a la estructura de espinela del Co3O4, además de presentar una estructura cristalina típica. Por otro lado, la evaluación electroquímica reveló que los Co3O4 tienen capacitancias específicas de 179,5 F g-1 a 2 A g-1 (186,3 F g-1 a 10 mV s-1), con una retención del 92 % después de 100 ciclos de carga/descarga en medio alcalino. Finalmente, este comportamiento electroquímico sumado a la versatilidad de la síntesis hace de los Co3O4 derivados de ZIF-67 potenciales candidatos para su incorporación en SCs.

Abstract The present work aims to give the reader a series of tools and instructions on the creation of simulated X-ray diffraction profiles for polycrystalline samples, using X-ray diffraction profiles previously published by open access databases. Initially, the search for the diffraction profiles of the crystalline phases must be carried out, which will integrate the simulated X-ray diffraction profile. Then, the operating mode is established to carry out the combination of 2 or more X-ray diffraction profiles, to generate a diffraction profile that contains the information 2 or more crystalline phases present, in proportions established by the user. Finally, this diffraction profile is tested using free access software for the analysis of crystalline phases present in X-ray diffraction profiles. The objective of this work is to provide didactic tools to teachers of analytical chemistry courses with emphasis on X-ray diffraction.

Resumen El en presente trabajo se tiene como objetivo dar al lector una serie de herramientas e instrucciones sobre la creación de perfiles de difracción de rayos X de muestras problema policristalinas, empleando perfiles de difracción de rayos X previamente publicados por bases de datos de acceso libre. Inicialmente, se debe realizar la búsqueda de los perfiles de difracción de las fases cristalinas, las cuales constituirán las bases para el perfil de difracción de rayos X simulado. Seguidamente, se establece el modo de operación para llevar a cabo la combinación de 2 o más perfiles de difracción de rayos X, con el fin de generar un perfil de difracción que contenta la información 2 o más fases cristalinas presentes, en proporciones establecidas por el usuario. Finalmente, este perfil de difracción es puesto a prueba empleando un software de fácil acceso para el análisis de fases cristalinas presentes en perfiles de difracción de rayos X. Este trabajo tiene como objetivo brindar herramientas didácticas a los docentes de cursos de química analítica con énfasis en difracción de Rayos X, con el fin de poder aplicar el procedimiento de identificación de fases cristalinas a diversos casos problema.

ABSTRACT We present the elucidation mechanism of arsenite removal with slags through the evaluation of five materials: A1, C1, N1 (steel industry), M1 (lead industry), and M2 (iron industry), all of them with different surface areas pore diameter, and chemical and mineralogical composition. The slags were physically characterized, determining surface area (1.6 to 10 m2/g) and zero charge point (5.5); chemically by X ray fluorescence (XRF) mainly identifying Si, Ca and Fe, and the release of potentially toxic elements by leaching at different pH´s (5, 7 and 9) was ruled out. The mineralogy determined by X ray difraction (XRD) showed iron compounds. The removal of arsenite was evaluated at laboratory level by means of a 2k experimental design in synthetically contaminated samples. Agitation time, amount of slag and initial concentration of arsenite were evaluated. The optimal removal conditions were: 250 mg of slag, 10 mg/L of arsenite, and agitation time of 60 min. The C1 slag removed more than 90 % of the initial arsenite, and the proposed fixation mechanism could be a chemisorption at heterogeneous sites, as well as through intraparticle diffusion. XRD and infrarred (IR) spectroscopy analyses of the slag after arsenic fixation showed that there is a direct interaction of arsenite with iron.

RESUMEN En este trabajo se busca elucidar el mecanismo de remoción de arsenito con escorias mediante la evaluación de cinco materiales: A1, C1, N1 (industria del acero), M1 (industria del plomo) y M2 (industria del hierro), todos ellos con diferente área superficial, tamaño de poro, y composición química y mineralógica. Las escorias se caracterizaron físicamente, determinándose su área superficial (1.6 a 10 m2/g), tamaño de poro (6.5 a 16.8 nm) y punto de carga cero (5.5); químicamente por fluorescencia de rayos X (FRX), identificándose mayoritariamente Si, Ca y Fe, y se descartó la liberación de elementos peligrosos por lixiviación a distintos pH (5, 7 y 9). La mineralogía determinada por difracción de rayos X (DRX) muestra compuestos de hierro. La remoción de arsenito se evaluó mediante un diseño experimental 2k en muestras contaminadas sintéticamente en el laboratorio. Se evaluaron el tiempo de agitación, la cantidad de escoria y la concentración inicial de arsenito. Las condiciones óptimas de remoción fueron: 250 mg de escoria, 10 mg/L de arsenito y 60 min de agitación. La escoria C1 removió más del 90 % del arsenito inicial y se sugiere que la fijación ocurre por quimisorción en sitios heterogéneos del material, así como a través de la difusión intrapartícula. Los análisis de espectroscopía de DRX e infrarroja (IR) de la escoria después de fijar arsénico, muestran que existe una interacción directa del arsenito con el hierro.Palabras clave: arsenito, escorias, adsorción, quimisorción, remoción.

ABSTRACT This work presents the morphology and characterization of chitosan nanoparticles crosslinked with lecithin in the form of nano-onions obtained by an easy, economical, and possibly scalable method from a polymeric precursor known as chitosan. The creation of new products by using shrimp waste is a fundamental factor in avoiding water pollution. These materials have a positive impact as they add value to waste, and they provide the opportunity to decrease pollution. Chitosan nano-onions were synthesized by an environmentally friendly, easy, and inexpensive method using chitosan as a natural source. Chitosan nano-onions (CSNO) were characterized by using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS) and specific surface area (SSA). The nano-onions characterization obtained by FTIR shows the presence of carbonyl groups at a wavenumber of 1752.12 cm-1, while the phosphate groups attributed to lecithin are observed at 1156.88 cm-1. XRD analysis confirmed an amorphous structure, while SEM images presented a globular morphology with concave surfaces. TEM analysis showed that the nano-onions are congregated in a unique structure that includes nanotubes. The CSNO average diameter by DLS was 442.5 nm with an octagonal arrangement, and a polydispersity index (PDI) of 0.532 and 31.9 mV. The average size of CSNO, the PDI, and the value of zeta potential were indicators of a stable dispersion with a specific superficial area measured by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method of 1.4 m2 g-1. The results of the chitosan-lecithin nano-onions characterization indicate changes in the surface of the material with a larger total surface area and pore structure, compared to that of pure chitosan. According to the results of the CHNO characterization, they could be used as adsorbents for contaminants and they also have a potential application in the biomedical area, mainly as drug encapsulation material.

RESUMEN Este trabajo presenta la morfología y caracterización de nanopartículas de quitosano entrecruzadas con lecitina en forma de nanocebollas obtenidas a partir de un proceso sencillo, económico y escalable a partir de un polímero precursor como es el quitosano. La creación de nuevos productos mediante el uso de desechos de camarón es un factor fundamental para evitar la contaminación del agua. Estos materiales tienen un impacto positivo al agregar valor a los desechos y brindan la oportunidad de disminuir la contaminación. La síntesis de nanocebollas de quitosano se logró con un método amigable con el medio ambiente, sencillo y económico, utilizando quitosano como fuente natural. Las nanocebollas de quitosano (CSNO, por su sigla en inglés) se caracterizaron por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (SEM), microscopia electrónica de transmisión (TEM), dispersión dinámica de luz (DLS) y área superficial específica (SSA). La caracterización de las nanocebollas obtenidas mediante FTIR muestra la presencia de grupos carbonilo a un número de onda de 1752.12 cm-1, mientras que los grupos fosfato atribuidos a la lecitina se observan a 1156.88 cm-1. El análisis XRD confirmó una estructura amorfa, mientras que las imágenes SEM presentaron una morfología globular con superficies cóncavas. El análisis TEM mostró que las nanocebollas se congregan en una estructura única que incluye nanotubos. El diámetro promedio de las CSNO por DLS fue de 442.5 nm con una disposición octagonal, un índice de polidispersión (PDI) de 0.532 y 31.9 mV. El tamaño promedio de las CSNO, el PDI y el valor del potencial zeta fueron indicadores de una dispersión estable con un área superficial específica (SSA) medida por el método Brunauer-Emmett-Teller (BET) de 1.4 m2 g-1. Los resultados de la caracterización de nanocebollas de quitosano-lecitina indican cambios en la superficie del material con un área superficial total más grande y estructura de poros, en comparación con la de quitosano puro. De acuerdo con los resultados de la caracterización de las CSNO, éstas podrían usarse como adsorbentes de contaminantes y tienen aplicación potencial en el área biomédica, principalmente como material de encapsulación de medicamentos.

ABSTRACT The removal of boron from drinking water is a concern in various parts of the world due to the toxic effects of this metalloid in high concentrations. In this paper, zeolites LTL and FAU X were synthesized and modified with salts of nickel (NiCl2), iron (FeCl3), and aminopropyltriethoxysilane (APS) in order to promote their affinity for boron species present in aqueous systems. The adsorption capacity of modified zeolites for boron was evaluated in a synthetic boron solution and with groundwater samples for human use. The effect of the pH and zeolite dose was studied in adsorption tests using groundwater. The modified zeolites were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, nitrogen physisorption, and Fourier-transform infrared spectroscopy. Results indicated that the modification of zeolites favors affinity for boron species. The highest adsorption capacity of boron on zeolites was achieved in the synthetic solution. The adsorption capacity of the modified zeolites depended on the pH, the electrical conductivity, the modifying agent, the zeolitic structure, and the dose of adsorbent. The zeolitic structure-modifying agent interaction was decisive for boron adsorption capacity, with LTL-Ni zeolite being the best-performing adsorbent, thanks to its textural properties and nickel’s ability to form complexes with boron species.

RESUMEN La eliminación del boro en agua para consumo humano es una preocupación en diversas partes del mundo debido a sus efectos tóxicos en altas concentraciones. En el presente trabajo se sintetizaron zeolitas LTL y FAU X y se modificaron con sales de níquel (NiCl2), de hierro (FeCl3) y aminopropiltrietoxisilano (APS) a fin de promover su afinidad por especies de boro presentes en sistemas acuosos. La capacidad de adsorción de boro sobre las zeolitas modificadas se evaluó en una solución de boro sintética y con muestras de agua subterránea para uso humano. El efecto del pH y la dosis de zeolita se estudiaron en las pruebas de adsorción utilizando agua subterránea. Las zeolitas modificadas fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, microscopia electrónica de transmisión, fisisorción de nitrógeno y espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier. Los resultados indicaron que la modificación de las zeolitas favorece la afinidad por las especies de boro. La mayor capacidad de adsorción de boro sobre las zeolitas se alcanzó en la solución sintética. La capacidad de adsorción de las zeolitas modificadas dependió del pH, la conductividad eléctrica, el agente modificante, la estructura zeolítica y la dosis de adsorbente. La interacción estructura zeolítica-agente modificante fue decisiva para la capacidad de adsorción de boro, siendo la zeolita LTL-Ni el adsorbente con mejor desempeño, gracias a sus propiedades texturales y a la habilidad del níquel para formar complejos con especies de boro.

Resumen Leal, M.; M. I. Mercado, A. S. Cuello, I. C. Zampini, G. I. Ponessa & M. I. Isla. 2023. Morfo-anatomía e histoquímica de órganos vegetativos de Lycium humile (Solanaceae): rasgos adaptativos a humedales salinos de altura. Darwiniana, nueva serie 11(2): 466-484. Lycium humile Phil., es una planta halófita extrema, endémica de Argentina, Bolivia y Chile, que crece entre los 2000 y 4000 m s.m. en humedales salinos. El objetivo del presente trabajo es identificar caracteres adaptativos, morfo-anatómicos e histoquímicos de órganos vegetativos de L. humile relacionados a su tolerancia a ambientes extremos de humedales salinos de altura, con el fin de evaluar su potencial como fuente de metabolitos de interés comercial o de genes relacionados a la tolerancia a factores abióticos. Para llevar a cabo el análisis, durante el periodo de febrero 2018, se obtuvieron muestras de plantas pertenecientes a 4 poblaciones (5 individuos por población) ubicadas en los departamentos de Antofagasta de la Sierra, Santa María y Ambato en la provincia de Catamarca, Argentina. Hojas y tallos se estudiaron mediante técnicas histológicas convencionales y análisis histoquímicos para microscopia óptica. Se realizaron también estudios de composición elemental de diferentes tejidos foliares mediante microscopía electrónica de barrido acoplada a espectroscopia elemental de difracción de rayos X (EDX). Las hojas y tallos de las poblaciones estudiadas mostraron características anatómicas e histoquímicas uniformes. Se describe por primera vez cómo se alcanza la suculencia de las hojas por el plegamiento de los tejidos evidenciado en un patrón de venación tridimensional. Se destaca la presencia de mesófilo isolateral-radial y parénquima acuífero como caracteres únicos para la especie. Se evidencian tricomas glandulares y parénquima en empalizada con contenidos complejos de fenoles, flavonoides, proteínas, lípidos, terpenos y alcaloides; así como depósitos de fenoles, lípidos y terpenos en la capa externa de la cutícula. El análisis EDX mostró idioblastos cristalíferos ricos en contenidos de Ca2+ y Na+ . Los tallos se caracterizaron por presentar hipodermis y cámaras de aire en los estratos corticales y medulares. Estos caracteres anatómicos e histoquímicos de L. humile representan rasgos adaptativos a ambientes salinos de humedales de altura. Se discute su función en relación al ambiente y su potencial como fuente de genes de resistencia y de metabolitos interesantes para la industria cosmética y farmacéutica.

Abstract Leal, M.; M. I. Mercado, A. S. Cuello, I. C. Zampini, G. I. Ponessa & M. I. Isla. 2023. Morpho-anatomy and histochemistry of vegetative organs of Lycium humile (Solanaceae): adaptative traits to high altitude saline wetlands. Darwiniana, nueva serie 11(2): 466-484. Lycium humile Phil., is an extreme halophyte plant, endemic to Argentina, Bolivia, and Chile, which grows between 2000 and 4000 m a.s.l. in saline wetlands environments. The aim of this work is to identify morpho-anatomical and histochemical adaptive characteristics of the vegetative organs of L. humile linked to its tolerance to extreme environments of high altitude saline wetlands, in order to evaluate its potential as source of metabolites with commercial value or as source of resistance genes related to abiotic stress tolerance. To carry out the analysis, during the period of February 2018, samples were obtained from plants belonging to 4 populations of the species (5 individuals per population) located at the departments of Antofagasta de la Sierra, Santa María and Ambato, province of Catamarca, Argentina. Leaf and stems were studied using histochemical tests, conventional histological preparations and optical microscopy. Different foliar tissues were analyzed by scanning electron microscopy coupled to elemental X-ray diffraction spectroscopy (EDS). The leaves and stems of the analyzed populations showed uniform anatomical and histochemical features. It was stated for the first time that the succulence of the leaf is reached by the folding of the tissues evidenced in a tridimensional venation pattern. The presence of isolateral-radial mesophyll and aquifer parenchyma is highlighted as a unique feature characteristic for the species. The glandular trichomes and palisade parenchyma revealed complex contents of phenols, flavonoids, proteins, lipids, terpenes, and alkaloids; while the outer layer of the cuticles presented phenolic, terpenic and lipidic deposits. The EDS analysis showed crystalliferous idioblasts with high contents of Ca2+ and Na+. The stems exhibited hypodermis and air chambers formed in the cortical and medullary layers. These anatomical and histochemical characteristics of L. humile represent adaptive traits to saline high-altitude wetland environments. Its functionality in relation to the environment and its potential as source of resistance genes and metabolites interesting for the cosmetic and pharmaceutical industries are discussed.

Resumen Los resultados arqueométricos (espectroscopía Raman y difracción de rayos X) obtenidos a partir del desarrollo de un trabajo interdisciplinario entre arqueólogas, físicas y químicas indican que se empleó el mismo compuesto de base (hematita: α-Fe 2 O 3 ) para lograr las pinturas rojas y generar la amplia paleta de tonalidades presentes en los baños y diseños de piezas cerámicas que circularon entre los siglos I y XVI de la era en las regiones de Fiambalá y Chaschuil. Estos resultados generaron una serie de interrogantes que derivaron en la preparación de un diseño experimental para evaluar si la temperatura máxima de cocción generaba cambios en la composición química de las pinturas y en la tonalidad obtenida. La experimentación se desarrolló bajo condiciones controladas de observación, registro y análisis en dos etapas que difirieron fundamentalmente en la forma de cocción: (i) mufla eléctrica y (ii) horno de barro de tiro directo. En función de los primeros resultados obtenidos, introdujimos una serie de variantes dentro de cada una de estas etapas a fin de evaluar el rol del tiempo de cocción sostenido a cada temperatura y la incorporación de ligantes orgánicos en las recetas. Los resultados indican la presencia de hematita como causa de los tonos rojos. No se detectaron modificaciones químicas de importancia entre los pigmentos cocidos a 750 o a 900 ºC ni entre los que permanecieron a dichas temperaturas durante lapsos entre 0 y 20 minutos. Los ligantes no tuvieron impacto en la composición ni en las tonalidades obtenidas.

Abstract Archaeometric results (Raman spectroscopy and X-ray diffraction) achieved by an interdisciplinary group of archaeologists, physicists and chemists show that the same base compound (hematite: α-Fe 2 O 3 ) was employed to obtain red paints with a wide palette of tonalities, as the ones observed in slips and designs from recovered pottery pieces in Fiambalá and Chaschuil regions, dating from the 1st to the 16th centuries AD. These results raised questions, which prompted an experiment to evaluate the influence of the firing temperature on both chemical composition of paints and resulting hue. A two stages experiment, differing in the firing method (muffle furnace and direct-draft clay oven), was conducted under controlled conditions of observation, recording, and analysis. Building upon the preliminary results, some variations were conducted to assess the impact of firing time at each temperature and the inclusion of organic binders in the recipes. Results point out hematite as the cause of red tones in all cases. No significant chemical changes were detected in the pigments, whether fired at 750 or 900 °C, or in those maintained at these temperatures for periods ranging from 0 to 20 minutes. Additionally, the binders had no impact on the composition or the resulting tonalities.

Resumen En el presente trabajo se describen nueve ésteres de boro zwitteriónicos, derivados de ácidos cabonilfenilborónicos. Los compuestos fueron obtenidos mediante reacciones de condensación entre el ácido 3- o 4- formil/acetilfenilborónico con 2-amino-2-metil propanodiol (1a-1d) o serinol (1e-1h). El compuesto 2e se sintetizó a través del ácido 4-formilfenilborónico y serinol (2-amino-1,3-propanodiol) utilizando una mezcla de disolventes metanol/acetona, dando lugar a una reacción de condensación aldólica. Los compuestos fueron caracterizados por técnicas espectroscópicas como son FT-IR, espectrometría de masas y espectroscopia multinuclear de RMN 1H, 13C y 11B. El espectro RMN de 11B mostró señales anchas entre δ = 1.9 y 7.3 ppm para todos los compuestos, lo cual indica la presencia de átomos de boro tetracoordinados en solución. El análisis por difracción de rayos-X de monocristal mostró la formación de heterociclos de 6 miembros en conformación silla, con una marcada estereoselectividad en donde los grupos -OH y -NH3 + se encuentran en disposición syn. En la red cristalina, se observaron canales ocupados por moléculas de agua y soportados por enlaces de hidrógeno.

Abstract Nine heterocyclic zwitterionic boronate esters derived from carbonylphenylboronic acids and amino-diols are described. Compounds were prepared by direct condensation reaction between 3- or 4-formyl/acetylphenylboronic acids with 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (1a-1d) or serinol (2-amino-1,3-propanediol) (1e-1h). Compound 2e was obtained by reaction between 4-formylphenylboronic acid and serinol using a solvent mixture methanol/acetone, an aldol condensation reaction was observed. All compounds were characterized by common spectroscopic techniques such as FT-IR, mass spectrometry, and multinuclear 1H, 13C and 11B NMR spectroscopy. 11B NMR spectra showed signals between δ = 1.9 to 7.3 ppm for all compounds, indicating a tetracoordinated environment for the boron atoms in solution. X-ray diffraction analysis showed that boronates are contained in six-membered heterocycles, which have a chair conformation with -OH and -NH3 + substituents in syn disposition. The formation of channels in the crystal lattice that are filled with water and supported by hydrogen bonding interactions is noteworthy.