Reducción de colorantes azo en medio acuoso empleando borohidruro de sodio en presencia de catalizadores metálicos mesoporosos

DAINY MARCOS; MARIANA ALVAREZ

Mar del Plata

Congreso; VIII Congreso Argentino de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental; 2022

Los efluentes de industrias textiles poseen un alto contenido de colorantes sintéticos que, al mezclarse con los cuerpos de agua, modifican sus parámetros normales causando un gran impacto ambiental. Es necesario desarrollar técnicas complementarias que disminuyan o eliminen la presencia de estos contaminantes. El presente trabajo tiene como objetivo la degradación de los colorantes azo rojo congo (RC), anaranjado de metilo (AM) y naranja G (NG) mediante una reacción de reducción con borohidruro de sodio (NaBH4) en presencia de catalizadores de cobre soportados en materiales silíceos mesoporosos del tipo MCM-41. Los óxidos silíceos mesoporosos son de particular importancia para reacciones de catálisis, debido a que combinan un área superficial específica alta con una estructura ordenada de poros amplios, permitiendo una elevada concentración de sitios activos con libre difusión de reactivos y productos. Se realizó la incorporación de cobre al soporte de MCM-41 por impregnación, para sintetizar tres catalizadores de carga nominal de cobre de 5, 10 y 15 % (llamados M/Cu5, M/Cu10 y M/Cu15, respectivamente). Las muestras se caracterizaron mediante técnicas de difracción de rayos X, espectroscopía de absorción atómica y espectroscopía vibracional FTIR. Se analizó la eficiencia de los catalizadores en las reacciones de decoloración de los colorantes mencionados, con un exceso de NaBH4, mediante el seguimiento de la disminución de la banda de absorción correspondiente al grupo azo utilizando espectroscopía UV-Visible. Se determinaron los parámetros óptimos a aplicarse en las reacciones de reducción (dosis de catalizador, relación catalizador : contaminante). El análisis químico de los materiales dio como resultado valores de 2,0, 5,9 y 12,5 % de Cu para M/Cu5, M/Cu10 y M/Cu15, respectivamente. Por DRX se comprobó que todos los materiales presentan una estructura mesoporosa del tipo MCM-41 y que, al aumentar la carga metálica, se favorece la formación de una nueva fase segregada de CuO en la superficie del catalizador. La presencia de esta nueva fase disminuiría la actividad catalítica hacia la reducción de los colorantes, corroborado por la evaluación en reacción de un CuO comercial como catalizador. Se comprobó una mayor eficiencia de degradación al utilizar 5 mg del catalizador M/Cu5, observándose la disminución total de la banda del grupo azo a los 84, 36 y 84 segundos para RC, AM y NG, respectivamente.