Catalizadores mixtos de Co-Mn y Cu-Mn para la reacción de degradación del anaranjado de metilo.

MARIANA DENNEHY; MARIANA ÁLVAREZ; ELISA PANNUNZIO MINER; ALEJANDRA S. DIEZ

Mar del Plata

Encuentro; . X Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía.; 2014

Actualmente existe un gran interés en el estudio de los óxidos mixtos de manganeso, que pueden presentar diversos estados de oxidación y números de coordinación, por ejemplo en perovskitas, espinelas, o pirocloros. Estas manganitas presentan propiedades eléctricas y magnéticas que varían en rangos amplios (por ejemplo una magnetorresistencial colosal, ferromagnetismo, orden de carga y otras), que podrían deberse al estado de valencias mixtas del manganeso [1-3]. En parte, la complejidad de estos compuestos se debe a la variabilidad de las posiciones del metal acompañante y del Mn en las subredes cristalinas. Ambos cationes pueden ocupar sitios tetraédricos y octaédricos dentro de un empaquetamiento cúbico compacto de oxígenos en la estructura de la espinela. Entre los diversos métodos de síntesis de óxidos mixtos, la síntesis por combustión es un método de preparación que permite la obtención de diversos de sólidos. Consiste en producir una reacción fuertemente exotérmica entre los reactivos para producir una llama debido a la combustión espontánea, la que originará el producto deseado o su precursor finamente dividido [4]. El objetivo del presente trabajo es obtener los materiales CoMn2O4 y CuMn2O4 por medio de la síntesis por combustión o síntesis por auto propagación, y la posterior evaluación de los mismos como catalizadores para reacciones de degradación de colorantes azo. Las muestras de CoMn2O4 y CuMn2O4 se caracterizaron por Difracción de Rayos X (DRX), Absorción Atómica (AA), Microscopia Electrónica de barrido (SEM), espectroscopía vibracional (FTIR y Raman). Los resultados de AA y los estudios de DRX de los óxidos mixtos obtenidos mostraron que ambos compuestos presentan una estructura tipo espinela. Estas muestras fueron empleadas como catalizadores para la reacción de degradación de anaranjado de metilo (AM), colorante que presenta un grupo azo. El proceso utilizado es conocido como degradación oxidativa, y en este caso se usó como oxidante persulfato de potasio. La reacción se llevó a cabo en un reactor batch, empleando agua como solvente. La eficiencia del proceso propuesto fue evaluada monitoreando la concentración de anaranjado de metilo en la solución. Esta se determinó midiendo la intensidad de absorción a λmax = 506 nm, utilizando un espectrofotómetro UV/Visible. En las soluciones de anaranjado de metilo se agregó el catalizador (50 mg) y K2S2O8 sólido, ajustando el pH inicial a 3. Las muestras, tomadas a intervalos regulares de tiempo, fueron filtradas antes de la lectura. Todas las experiencias se desarrollaron a 30±1 °C. Los dos óxidos sintetizados resultaron altamente efectivos para la decoloración del AM, lográndose con ambas muestras una degradación del colorante azo superior al 90% a los 10 minutos de reacción. El porcentaje de decoloración para el mismo sistema de reacción probado sin catalizador, a ese tiempo de reacción, es de 5%.