Catalizadores metálicos soportados sobre biocarbón para la degradación de 4-nitrofenol

LISETTE A. RAMIREZ; MARIANA ALVAREZ; MARIANA DENNEHY

Mar del Plata

Congreso; VIII Congreso Argentino de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental; 2023

SETAC

El 4-nitrofenol (4-NF) ha sido definido como un contaminante prioritario debido a suestabilidad, alta solubilidad y toxicidad. Por este motivo, es de gran interés sudegradación a un producto que no genere riesgo a nivel ambiental. En este sentido, lareacción de reducción de 4-NF a 4-aminofenol (4-AF), empleando NaBH4 comoagente reductor en presencia de un catalizador metálico, constituye una vía válida deremoción de este contaminante a la vez que permite la obtención de un producto deimportancia a nivel industrial. Por otra parte, el biocarbón (BC) es un material porosoque puede ser obtenido a partir de la pirólisis de biomasa lignocelulósica residualproveniente del sector agroindustrial. El BC puede ser aprovechado debido a su altaárea superficial como soporte de metales en catalizadores heterogéneos.En el presente estudio se evaluó la actividad de catalizadores metálicos de Cu, Co, Niy Mn, soportados sobre BC, en la reacción de reducción de 4-NF a 4-AF utilizandoNaBH4 como reductor. Los catalizadores empleados fueron caracterizados por mediode difracción de rayos X, espectroscopia fotoelectrónica, microscopía electrónica debarrido. Se determinó el contenido metálico mediante absorción atómica. Se analizósu estabilidad por medio de medidas del lixiviado metálico. Los ensayos de reduccióncatalítica, se llevaron a cabo en una celda UV-Vis y se registraron los espectros aintervalos definidos de tiempo, evaluando la disminución de la absorbancia de labanda correspondiente a la presencia del ión p-nitrofenolato a 400 nm, y elconsecuente aumento de la absorbancia en la banda de absorción del 4-AF aalrededor de 300 nm. Se analizó el desempeño de catalizadores de Ni, Co, Mn y Cu.Empleando dos catalizadores de Cu (12 y 15,9 % m/m, respectivamente) se alcanzóuna reducción del 100 % del 4-NF en 0,80 y 2,1 min de reacción respectivamente,mientras que en el caso de los catalizadores conteniendo Ni y Mn no se observóreacción. Por otra parte, el estudio cinético utilizando el catalizador de Co evidenció ladegradación del contaminante en tiempos muy superiores al presentado por loscatalizadores de Cu. Se realizaron ensayos de reuso del catalizador de Cu de menortiempo de reacción observándose la eliminación del 4-NF en el medio de reacciónhasta el tercer reuso. Los resultados expuestos permiten proponer a los catalizadoresde Cu soportados sobre BC como una herramienta promisoria para la remediación deaguas contaminadas con 4-NF.