Estudio de la degradación de mezclas de colorantes mediante un tratamiento tipo-Fenton empleando Cu(II) como catalizador

MARIANA R. CONSTANTE; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG

Congreso; IV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2019

Los sistemas tipo-Fenton, operados en ausencia de irradiación, se basan en la descomposición térmica del peróxido de hidrógeno catalizada por sales de metales de transición. El empleo de sales de cobre(II) como catalizador homogéneo ha sido poco estudiado debido por un lado a su alta toxicidad y por el otro a su relativamente baja actividad catalítica a temperatura ambiente. En el presente trabajo se estudió en una primera etapa la influencia de las concentraciones iniciales (de catalizador y oxidante) y el pH, sobre las cinéticas de decoloración de la mezcla de tres colorantes: Amido Black 10B (AB), Acid Orange 10 (OG) y Alizarin Red S (ARS). En una segunda etapa se analizaron las cinéticas de degradación de mezclas de dichos contaminantes con distintas concentraciones iniciales. Los objetivos del presente trabajo han sido: i- utilizar la metodología de diseño estadístico de experimentos (DEE) para la selección de las condiciones operativas y de las mezclas a estudiar; ii- analizar el comportamiento de los tiempos de decoloración y de mineralización mediante el empleo de superficies de respuesta.Los ensayos cinéticos se realizaron en un reactor de 750 mL con agitación continua, en ausencia de irradiación y a 80ºC de temperatura. Para evaluar el efecto de las concentraciones iniciales (de catalizador y oxidante) y el pH sobre las cinéticas de decoloración de las mezclas de colorantes se utilizó el diseño experimental Doehlert. Para este estudio cinético se mantuvieron constantes las proporciones de los contaminantes dentro de la mezcla. Los ensayos se realizaron para valores de pH entre 5 y 7, empleando concentraciones variables tanto de oxidante (de 10 a 70 mM) como de Cu(II) (de 0.006 a 0.03 mM).En una segunda etapa para el estudio de la influencia de las proporciones iniciales de los colorantes sobre las cinéticas de decoloración y de mineralización, se utilizó un diseño Mezcla en el que se variaron las proporciones de los diferentes colorantes, pero manteniendo constante la concentración de carbono orgánico inicial.El análisis de las cinéticas muestra que el tiempo requerido para alcanzar un 50% de decoloración disminuye con el aumento de la concentración de catalizador y el pH pero muestra un valor óptimo para la concentración de oxidante (que resulta ser más evidente a pH 5). Por otro lado al variar las proporciones de los contaminantes en la matriz a tratar se observó que los tiempos de decoloración y de mineralización dependen sustancialmente de las concentraciones iniciales de los colorantes estudiados.Como conclusión podríamos decir que los sistemas basados en el empleo de Cu(II) como catalizador en ausencia de irradiación, pueden mostrar eficiencias de tratamiento aceptables para valores de pH cercanos a la neutralidad y a temperaturas de trabajo moderadas aún para concentraciones de catalizador relativamente bajas y cercanas al límite de descarga.