Alúmina Mesoporosa Ordenada aplicada en la Ozonización de Efluentes Farmacéuticos. Relación entre propiedades estructurales y superficiales de los materiales y la remoción de materia orgánica.

INCHAURRONDO, N.; R. PARRA; C. DI LUCA; HAURE, P.

Buenos Aires

Conferencia; CaracterizAR 2020 - Caracterización de Materiales; 2020

IQUIMEFA-UBA-CONICET

Se sintetizó alúmina mesoporosa ordenada (MA) y MA dopada con Fe (4,7% P/P Fe, MA-5Fe) mediante la metodología de autoensamblaje inducido por evaporación del solvente [1], los materiales se aplicaron con éxito en la ozonización del antibiótico sulfametoxazol (SMX).Las características superficiales y estructurales de los materiales se determinaron mediante: XRD, Fisisorción de N2, TEM, SEM, TGA, TPD de piridina y determinación del punto de carga cero (PZC).Los estudios de caracterización revelaron que luego del tratamiento térmico a 400 ºC, todos los residuos de síntesis fueron eliminados (TGA). No se detectaron fases cristalinas de óxidos metálicos de Fe y Al (XRD). Las micrografías de TEM mostraron el desarrollo de mesoporos ordenados con un diámetro de ~ 10 nm (Figura 1-A). Asimismo, las mediciones de Fisisorción de N2 confirmaron la mesoporosidad ordenada de los materiales, con áreas específicas de 300 m2/g para MA y 320 m2/g para MA-5Fe, con un volumen de poros de 1 cm3/g y una distribución de tamaño de poro angosta centrada en torno a 10 nm (Figura 1-B). Ambos materiales mostraron un pHPZC = 7.5, en consistencia con valores reportados en bibliografía para sistemas de óxidos metálicos análogos. Las mediciones de acidez superficial (TPD de piridina) revelaron que el dopado de la matriz de alúmina con especies férricas incrementó la concentración de sitios ácidos en relación con MA, sin embargo ambos materiales exhibieron igual fuerza ácida.Los efluentes ozonizados fueron monitoreados en términos de concentración de SMX y sus intermediarios de reacción (HPLC), Carbono Orgánico Total (TOC), Remoción de aromaticidad (UVA254), consumo de ozono (determinaciones de CO3 en fase gas y fase líquida) y evolución de pH.La ozonización de SMX (20 mg/L) se realizó en un reactor tipo tanque agitado semicontinuo a: T = 22 ºC, [O3] gas = 10 mg/L, Qgas = 42 L/h, [sólido] ≈ 1 g/L, t = 120 min. La adición de MA o MA-5Fe no afectó la velocidad de eliminación de SMX, en relación con la ozonización simple (XSMX = 100% y XTOC = 26%), pero logró incrementar de forma notable la remoción de materia orgánica (XTOC = 86%) a pH ácido. En ensayos específicos, se demostró que los materiales mesoporosos de alúmina se desempeñan como fuertes adsorbentes tanto a pH ácido como neutro, sin registrar contribución catalítica.