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Investigadores/as Institucionales

Quiles-Carrillo, LuisAutor o CoautorBalart, RafaelAutor o Coautor

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25 de diciembre de 2025
Publicaciones
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Artículo

Preparation of photocatalytic films from recycled high-density polyethylene using black-TiO2 and black-TiO2/Ag nanoparticles towards NOx abatement

Publicado en: Journal of Industrial & Engineering Chemistry. 153 703-717 - 2026-01-01 153(), DOI: 10.1016/j.jiec.2025.06.032

Autores:

Dayana Gavilanes; Francisco A. Cataño; Tatiana Gómez; Luis Quiles-Carrillo; Rafael Balart; Marcela Saavedra; Alexandre Carbonnel; Francisco Herrera; Herman A. Murillo; Sebastián Zapata; Juana Ibacache; Paula A. Zapata
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Afiliaciones

Escuela Politec Nacl, Fac Ingn Quim & Agroind, Dept Ciencias Alimentos & Biotecnol, Quito 170517, Ecuador - Autor o Coautor
Univ Autonoma Chile, Inst Appl Sci, Fac Engn, Theoret & Computat Chem Ctr, El Llano Subercaceaux 2801, Santiago, Chile - Autor o Coautor
Univ EIA, Escuela Ingn & Ciencias Bas, Dept Ingn Sistemas & Comp, Grp GIICA, Envigado, Colombia - Autor o Coautor
Univ Politecn Valencia UPV, Inst Mat Technol ITM, Pl Ferrandiz & Carbonell 1, Alcoy 03801, Spain - Autor o Coautor
Univ San Francisco Quito USFQ, Dept Ingn Quim, Ave Interocean, Quito 170901, Ecuador - Autor o Coautor
Univ San Francisco Quito USFQ, Dept Ingn Quim, Diego Robles S-N, Quito 170901, Ecuador - Autor o Coautor
Univ Santiago Chile USACH, Fac Arquitectura & Ambiente Construido, Lab LEMAA, Estacion Cent, Chile - Autor o Coautor
Univ Santiago Chile USACH, Fac Quim & Biol, Dept Ciencias Ambiente, Grp Polimeros, Estacion Cent, Chile - Autor o Coautor
Univ Santiago Chile USACH, Fac Quim & Biol, Dept Ciencias Ambiente, Lab Sintesis Organ, Estacion Cent, Chile - Autor o Coautor
Univ Santiago Chile, Fac Quim & Biol, Dept Quim Mat, Ave Libertador Bernardo OHiggins 3363, Estacion Cent, Santiago, Chile - Autor o Coautor
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Resumen

Novel films from recycled high-density polyethylene (HDPEr) were decorated with two photocatalysts: black TiO2 (B-TiO2) and Ag-loaded black TiO2 (B-TiO2-Ag). B-TiO2 synthesis and Ag deposition were achieved through chemical reduction of their respective precursors. The films were prepared via extrusion and compression molding, with two photocatalyst incorporation methods evaluated: direct addition during extrusion and film immersion into aqueous photocatalyst suspensions, including plasma pre-treatment. The latter introduced polar functional groups, enhancing nanoparticle adhesion to the film surface. Results confirmed successful Ag deposition on B-TiO2 via chemical reduction, with anatase reduction using NaBH4 increasing Ti3+ sites. Interestingly, two oxidation states of Ag were detected in B-TiO2-Ag. However, nanoparticle aggregation occurred during extrusion, likely due to poor compatibility between the polymer matrix and nanoparticles in terms of hydrophilicity, which plasma treatment mitigated. Regarding mechanical properties, nanoparticle incorporation via extrusion improved the Young's modulus. Moreover, plasma-treated films exhibited significantly enhanced photocatalytic activity, leading to NOx abatement. In standardized tests, films with B-TiO2 and B-TiO2-Ag achieved NOX removal rates of 30.17 % and 40.80 %, respectively. This innovative approach valorizes HDPEr, offering a sustainable strategy for developing building materials that contribute to atmospheric pollution reduction.
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Palabras clave

Black tio 2Black tio2CompositesCrystallization kineticsDegradationHigh-density polyethyleneMechanical-propertiesNo x abatementNox abatementOxygen vacancyParticlesPhotocatalysisPlasma treatmentPolymersRecyclingTio2 nanoparticlesTitanium-dioxideVisible-light

Indicios de calidad

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-06:

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Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Chile; Colombia; Ecuador.

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Reconocimientos ligados al ítem

P.A. Zapata acknowledges the financial support under FONDECYT Regular Project 1220093. D. Gavilanes acknowledges ANID BECAS/DOCTORADO NACIONAL 21210580, Agencia Nacional de Investigacio n y Desarrollo. Gobierno de Chile. T. Go mez acknowledges the financial support under FONDECYT Regular Project 1220366. This research is a part of the grant PID2020-116496RB-C22, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033, and the grant TED2021-131762A-I00, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the European Union "NextGenerationEU"/PRTR. The authors also thank Generalitat Valenciana-GVA for funding this research through the grant numbers AICO/2021/025 and CIGE/2021/094. L. Quiles-Carrillo wants to thank "Vicerrectorado de Investigacio n" at Universitat Polite ` cnica de Vale ` ncia (UPV) for the partial funding of this research through the program "Funds for First Research Projects" (PAID-06-22) ." A. Carbonnel thanks ANID-Subdireccio n de Investigacio n Aplicada. Fondef IDeA I + D. Folio: ID20I10291.
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