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Grant support

This work has been supported by the Spanish MICINN through the project CATAD3.0 PID2020-116478RB-I00. In addition, the authors thank the financial support from the Comunidad de Madrid (Spain) through the Industrial PhD projects (IND2017/AMB-7720 and IND2019/AMB-17114), REMTAVARES Network (S2018/EMT-4341) and the European Social Fund. MVG also thanks Grant PID2021-125295OB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by "ERDF A way of making Europe" and the Junta de Extremadura and the European Regional Development Fund (ERDF/FEDER), through Grant No. GR21039. The authors are grateful for the Supercomputer facility LUSITANIA funded by CenitS and the Computaex Foundation.

Análisis de autorías institucional

Gutierrez-Sanchez, PabloAutor (correspondencia)
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Artículo

Efficient removal of antibiotic ciprofloxacin by catalytic wet air oxidation using sewage sludge-based catalysts: Degradation mechanism by DFT studies

Publicado en:Journal Of Environmental Chemical Engineering. 11 (2): 109344- - 2023-01-24 11(2), DOI: 10.1016/j.jece.2023.109344

Autores: Gutierrez-Sanchez, Pablo; Alvarez-Torrellas, Silvia; Larriba, Marcos; Gil, M Victoria; Garrido-Zoido, Juan M; Garcia, Juan

Afiliaciones

Univ Complutense Madrid, Fac Chem, Chem Engn & Mat Dept, Catalysis & Separat Proc Grp, Avda Complutense S N, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Extremadura, Fac Ciencias, Dept Quim Organ Inorgan, E-06006 Badajoz, Spain - Autor o Coautor
Univ Extremadura, IACYS Unidad Quim Verde & Desarrollo Sostenible, E-06006 Badajoz, Spain - Autor o Coautor

Resumen

In this work, the sewage sludge-derived activated carbon (SAC) loaded with iron nanoparticles (FeSAC) showed a highly effective catalytic activity in the degradation of the antibiotic ciprofloxacin by the CWAO reaction. The properties of FeSAC catalyst were studied by using N2 adsorption-desorption measurements at 77 K, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and thermogravimetric analysis. The CWAO reaction was evaluated at different temperatures (120-140 oC), total pressure (10-30 bar) and catalyst doses (0.1-0.7 g/L) in a batch reactor. In this regard, temperature and catalyst dosage showed a significant impact on the removal of the tested antibiotic. By using a catalyst dose of 0.7 g/L, ciprofloxacin degradation and CO2 selectivity were higher than 99 % and 60 %, respectively, and were achieved within two hours at 140 degrees C and 20 bar. The loss of the active phase (Fe) of the catalyst in the reaction medium was measured, obtaining negligible values (less than 24 ppb). This catalyst showed high stability under the tested reaction conditions. In addition, a potential equation was proposed to correctly describe the evolution of cip-rofloxacin degradation. The calculated activation energy of the CWAO process was 53.8 kJ/mol. Additionally, Density Functional Theory (DFT) calculations were performed to illustrate the degradation mechanism of cip-rofloxacin, where the electronic energies indicated the compounds that are most difficult to degrade by CWAO. Finally, a proof of concept using an environmentally-relevant matrix was carried out, verifying the technical feasibility of the synthesized catalyst for its application with more complex matrices, consecutive reaction cycles and at a low treatment cost.

Palabras clave
Catalytic wet air oxidationCiprofloxacinComputational studyCwpIron catalystsKineticsMetalOzonePharmaceuticalsPhenolSewage sludge valorizatioSulfamethoxazoleTemperatureWaste-water

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Journal Of Environmental Chemical Engineering debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición 18/170, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Engineering, Chemical. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 2.99. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 8.07 (fuente consultada: Dimensions May 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-05-20, el siguiente número de citas:

  • WoS: 26
  • Scopus: 36
  • OpenCitations: 25
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 2025-05-20:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 57 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (GUTIERREZ SANCHEZ, PABLO) .

    el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido GUTIERREZ SANCHEZ, PABLO.