Abstract: The present work focuses on the photocatalytic degradation and adsorption properties of Methylene Blue (MB) on ZnO nanoparticles from experimental and theoretical points of view. The photoreaction is carried out in a Pyrex photoreactor, equipped with a Krypton lamp. The kinetics of the degradation is explained in terms of Langmuir-Hinshelwood kinetic model. The results show that the pseudo-first-order equation is the model that gives the best fit to the experimental data. The value of the adsorption equilibrium constant is calculated as 0.128 L mg-1. The quantum mechanical cluster approach is used to model the adsorption of MB on the ZnO (0001) facet. Geometrical optimizations and vibrational analysis are performed using density functional theory methods. The calculations show a negative charge transfer from the substrate to the photocatalyst. The calculated value of the adsorption energy is in the range of chemical adsorption energies.

Resumen: El presente trabajo consiste en una aproximación teórica y experimental al estudio de la adsorción y degradación foto catalítica del azul de metileno sobre nanopartículas de ZnO. La foto reacción se lleva a cabo en un foto reactor de Pírex equipado con una lámpara de Kriptón. La cinética de la degradación es interpretada en términos del modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood. Los resultados experimentales se ajustan mejor a un modelo de seudo primer orden. El valor de la constante de equilibrio se calcula en 0.128 L mg-1. Se utiliza el método mecano cuántico de clúster para modelar la adsorción de azul de metileno sobre la faceta (0001) del ZnO. Los cálculos muestran una transferencia de carga negativa del substrato hacia el foto catalizador. El valor de la energía de adsorción calculada está en el rango de energías esperado para la adsorción química.

Um método de extração de fase sólida baseado em nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (MIONPs) modificadas por dodecyl sulfato de sódio (SDS) foi desenvolvido para a preconcentração e a determinação de traços de íons urânio (VI). Oxina (8-quinolinol) foi usada como agente quelante e os fatores que afetam a formação do complexo e a extração de urânio foram otimizados. Etanol contendo 1% (v v-1) NH3 foi usado como desorvente e a absorvância do eluente foi medida em 370 nm por espectrofotometria UV-Vis. A curva analítica foi linear na faixa de 3,0-300 µg L-1 com um limite de detecção de 0,8 µg L-1. O método foi aplicado com sucesso para a determinação de urânio em água de torneira, água mineral, água de rio e amostras de água de mar com recuperações variando de 93-108%. Este método também foi aplicado para a determinação de urânio (VI) em amostras de rocha e amostras biológicas e os resultados obtidos concordaram com aqueles obtidos por ICP-MS e GF AAS.

A solid phase extraction method based on magnetic iron oxide nanoparticles (MIONPs) modified by sodium dodecyl sulfate (SDS) was developed for the preconcentration and determination of trace amounts of uranium(VI) ions. Oxine (8-quinolinol) was used as chelating agent and the factors influencing the complex formation and extraction of uranium were optimized. Ethanol containing 1% (v v-1) NH3 was used as desorbing agent and the absorbance of eluent was measured at 370 nm by UV-Vis spectrophotometry. The analytical curve was linear in the range of 3.0-300 µg L-1 with a limit of detection of 0.8 µg L-1. The method was successfully applied for the determination of uranium in tap water, mineral water, river water and sea water samples with spike recoveries ranging 93-108%. This method was also applied for the determination of uranium(VI) in rock and biological samples and the obtained results were in accordance with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) methods.