Mecanismo de la Degradación de ácido nitrilotriacético por fotocatálisis sobre TiO2 y TiO2 platinizado

C.A. EMILIO, R. GETTAR Y M.I. LITTER

Termas de Río Hondo, Santiago del Estero, Argentina

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

AAIFQ

El ácido nitrilotriacético (NTA) es un ácido aminopolicarboxílico extensamente utilizado como agente quelante. A pesar de ser considerado potencialmente carcinogénico, el NTA continúa siendo utilizado sistemáticamente en industrias alimenticias, farmacéuticas, cosméticas, químicas y nucleares, por lo cual las cantidades de este compuesto en aguas residuales tienden a aumentar. El NTA ha sido tratado por numerosas tecnologías de oxidación con resultados variables. La Fotocatálisis Heterogénea con semiconductores es una Tecnología Avanzada de Oxidación muy promisoria para el tratamiento de compuestos orgánicos. Se ha observado, por otra parte, que la naturaleza del semiconductor afecta notablemente la eficiencia de la reacción, siendo el TiO2, en diferentes formas comerciales activas, el semiconductor más utilizado. La platinización del TiO2 puede ser beneficiosa en algunos casos, pero este efecto depende sensiblemente del sustrato a ser tratado. Nuestro grupo de investigación trabaja activamente en los aspectos cinéticos y mecanísticos de la degradación de  ácidos oligocarboxílicos como el EDTA, oxálico, cítrico y  NTA por fotocatálisis heterogénea con distintos semiconductores. En particular, en este trabajo se describirán los experimentos de degradación fotocatalítica de NTA (0,5-5mM) sobre muestras puras y platinizadas de TiO2, realizados con el objeto de dilucidar el mecanismo de la degradación y establecer similitudes y diferencias entre los diferentes catalizadores. La degradación de NTA se realizó bajo irradiación UV cercana con muestras comerciales de TiO2 Degussa P-25 (P25) puro y Hombikat UV100 (HB) puro y platinizado al 0,5% (p/p) (0,5HB). Experimentos realizados a pH 2,5 sobre P25 mostraron un régimen cinético que obedece a un comportamiento de tipo Langmuir. HB mostró un comportamiento similar, con una cinética lineal a altas concentraciones, pero más eficiente que P25. Sin embargo, 0,5HB en las mismas condiciones mostró un notable aumento en la actividad con respecto a los catalizadores puros y un cambio cinético a un primer orden. Los intermediarios formados durante la reacción fotocatalítica con los tres catalizadores fueron idénticos; se identificó glicina, ácidos iminodiacético (IDA) y oxámico, además de amonio y ácido glicólico, los cuales diferían sólo en su velocidad de formación y desaparición. Esto sugiere que el mecanismo de reacción es el mismo para los tres catalizadores. En base a la identificación y cuantificación de los intermediarios, se postuló un mecanismo que ocurre a partir de dos puntos principales de ataque en la molécula por los oxidantes (huecos y/o radicales hidroxilo): 1) abstracción de un electrón del átomo de nitrógeno de aminocompuestos y 2) abstracción del hidrógeno del al grupo carboxilo.