CWPO DE FENOL CON CATALIZADORES Cu/Al2O3. INFLUENCIA DEL PRECUSOR DE COBRE

NICOLÁS SACCO; MARCHESINI, FERNANDA ALBANA; DEVARD, A.V.

Diamantina

Encuentro; II Web Encontro Nacional de Engenharia Química; 2022

Los fenoles y sus derivados representan una de las familias más abundantes de compuestos tóxicos industriales que son resistentes a la biodegradación y persisten en el medio ambiente. Muchos investigadores se han centrado en los avances de la oxidación catalítica con peróxido húmedo (CWPO) de fenol que aprovechan el empleo de H2O2 como oxidante líquido, permitiendo realizar la oxidación en condiciones ambientales, lo que no sólo puede evitar las limitaciones de transferencia de masa gas-líquido, sino que disminuye los costes de inversión. Sin embargo, uno de los problemas de estas reacciones es la pérdida de la fase activa debido al bajo pH que se genera, por la formación de ácidos de cadena corta, alcanzando un pH de entre 2-3 en los primeros minutos de reacción. En este trabajo se evalúa la eficiencia de catalizadores de Cu/Al2O3 en la CWPO de fenol y la influencia de los precursores de Cu en el desempeño catalítico y en el lixiviado de Cu. Los catalizadores se prepararon mediante el método de impregnación húmeda empleando los siguientes precursores: CuO, Cu(NO3)2 .3H2O, CuCl2 .2H2O, y CuSO4 .5H2O para lograr una carga del 5% en peso de Cu. Para ello, se prepararon las soluciones acuosas de los precursores catalíticos y bajo agitación constante a 80°C, se agregó la -Al2O3 (para lograr una carga de 5% de Cu). La solución se dejó agitando hasta evaporar el agua. Finalmente, el sólido se calcinó a 900°C. Se nombraron de la siguiente manera: Cu/Al2O3-N, Cu/Al2O3-S, Cu/Al2O3-C, y Cu/Al2O3-O, según se hayan preparado con las sales de nitrato, sulfato, cloruro o con el óxido de Cu, respectivamente. Estos catalizadores se evaluaron en la CWPO de fenol en las siguientes condiciones de reacción: 100 ml de solución de fenol de 1000 ppm. Se calienta a 70°C, se añaden 100 mg de catalizador y a continuación 10 ml de H2O2 100 Vol, esto se considera el tiempo 0 de la reacción, se deja durante 2 h bajo agitación y reflujo constante. Se toman muestras a diferentes intervalos de tiempo para cuantificar la conversión de fenol (mediante colorimetría empleando el Método 5530-D propuesto por Standard Methods for examination of water and wastewater) y H2O2 (mediante titulación con KMnO4 0,1 M y H2SO4 para acidificar el medio), y luego de los 120 minutos, se cuantifica el carbono orgánico total (COT) de acuerdo a la Norma ISO 8245 (1999) y el lixiviado de Cu mediante Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA). Cabe destacar que todos los catalizadores alcanzaron el 100% de conversión de fenol a los pocos minutos de iniciada la reacción. Por otra parte, en cuanto a conversión de COT y de H2O2, todos presentaron comportamientos similares. Sin embargo, el uso de diferentes sales precursoras de Cu influyó en el lixiviado de Cu, obteniéndose mejores resultados empleando CuSO4 .5H2O y CuO, Cu(NO3)2 .3H2O con un 34% y 36% de lixiviado frente a un 40% aproximado para las otras sales.