Purificación de aguas contaminadas con nitratos

G. MENDOW, C. GROSSO, N. MARTÍNEZ

Córodba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: El incremento en la concentración de nitratos en aguas subterráneas, debido a la creciente utilización de fertilizantes y a la descarga de aguas residuales industriales o domésticas, ha motivado en los últimos años numerosas investigaciones en busca de catalizadores que presenten una buena performance en la hidrogenación en fase líquida de nitratos. Dentro de la amplia variedad de catalizadores estudiados, los bimetálicos de Pd/Metal de Transición, soportados sobre óxidos inorgánicos como SiO2 o Al2O3, fueron los que exhibieron los mejores resultados en lo referente a selectividad y actividad [1-3]. Los iones nitrato, nitrito y amonio son altamente nocivos para la salud en concentraciones superiores a 45 mg/L, 0,1 mg/L y 0.5 mg/L respectivamente. Está comprobado que estos compuestos pueden causar enfermedades como el síndrome de bebe azul o cáncer, de próstata en hombres y de ovarios en mujeres [4]. Objetivos: Encontrar las condiciones óptimas de eliminación catalítica de nitratos de aguas en reactor de lecho fijo con burbujeo de nitrógeno de manera de maximizar la conversión y la selectividad a N2. Resultados: Se prepararon dos series de catalizadores: Pd(1wt.%)In(0.25 wt.%)/SiO2 y Al2O3. Tanto el Pd como el In fueron depositados por impregnación a humedad incipiente a partir de las soluciones obtenidas por disolución de InCl3 en HCl y PdCl2 como precursores de los metales, obteniendo cargas metálicas de 0.25 % In y de 1% Pd. Todas las muestras fueron calcinadas en aire y reducidas en H2. La actividad y selectividad de estos catalizadores fueron evaluadas en diferentes condiciones de reacción (flujo de hidrógeno, flujo de agua, pH, agente acidificante) en reactor continuo de lecho fijo con burbujeo de hidrógeno, y verificadas en un reactor agitado, el cual opera en condiciones batch. Se pudo ver que la composición metálica del catalizador se modifica luego de la reducción y después del contacto con el medio de reacción. Estos cambios fueron observados por XPS (Espectroscopía fotoelectrónica de rayos X) y TPR (Reducción a temperatura programada). Se evaluó además, la estabilidad de los catalizadores en experiencias de reacción de larga duración. Conclusiones: Se observó que el catalizador Pd(1 wt.%)In(0.25 wt.%)/Al2O3 presenta mayor actividad pero menor selectividad a N2 que su análogo soportado sobre SiO2. Sin embargo, se pudo apreciar que ambos catalizadores presentaron desactivación debido al cambio de composición de las fases metálicas. Otra conclusión relevante de este trabajo es que cuando se acidifica la solución de alimentación con CO2 se obtienen las mejores conversiones y selectividades. Los gradientes de pH muy marcados (o la alta cantidad de OH- en el lecho catalítico) favorecen la formación de amonio y nitritos, lo que provoca una marcada disminución de la selectividad hacia N2.