Degradación de Fenol mediante Fotocatálisis Heterogénea utilizando CuFe2O4

FLORES ARIADNA; NESPRIAS KARINA; VITALE PAULA; GLADYS NORA EYLER; ADRIANA INÉS CAÑIZO

Rosario-Santa Fé

Taller; Segundo taller Argentino de ciencias abientales; 2012

Los fenoles son compuestos orgánicos contaminantes del medio ambiente consideradosespecies recalcitrantes muy tóxicas. Generalmente se encuentran en aguas residuales de algunasindustrias, tales como: petroquímica, fábricas de papel, y las industrias químicas que producenpesticidas y herbicidas. Algunos de los tratamientos convencionales utilizados para la remoción defenoles han sido principalmente: adsorción, tratamiento electroquímico, biodegradación eincineración, pero ninguno de ellos permite la eliminación completa de los contaminantes.En estos últimos años ha tenido un gran desarrollo la implementación de Tecnologías deOxidación Avanzadas (TAOs), las cuales se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producircambios fundamentales en la estructura química de los contaminantes a través de la generación insitu de especies transitorias muy reactivas y de alto poder oxidante como el radical hidroxilo (OH?)que puede obtenerse por fotólisis UV del H2O2. Dicho radical puede ser generado también porradiación solar o por ultrasonido, y es altamente efectivo para la oxidación de materia orgánica.La fotocatálisis heterogénea es una TAO con amplias posibilidades de aplicación para laresolución de problemas de interés ambiental, siendo los catalizadores más comúnmente utilizadosTiO2, carbón activado, óxidos de hierro y de aluminio. En este trabajo se estudió la degradación fotocatalítica de soluciones acuosas de fenolutilizando nanopartículas magnéticas de ferrita de cobre (CuFe2O4) como catalizador heterogéneo, afin de obtener los parámetros óptimos que permitan lograr una mayor degradación del fenol yconseguir finalmente la mineralización del mismo. La ferrita utilizada como catalizador es químicay biológicamente inerte, se la puede preparar con técnicas sencillas de bajo costo (utilizandotecnologías limpias) y presenta propiedades magnéticas que facilitan su extracción de los medios dereacción permitiendo su reutilización.Las experiencias se realizaron a temperatura ambiente, con soluciones acuosas de fenol (8 x10-4 M), al pH propio de la solución (ca. 6,5), concentraciones de H2O2 entre 0-80 mM, masa decatalizador agregado entre 0-0,8 g L-1, radiación UV (254 nm). La reacción se sigue porespectrofotometría UV-Vis evaluando la disminución de absorbancia de la banda característica delfenol (270 nM). Se pudo observar que existe un marcado efecto sinergético de las nanopartículas deferrita y la luz UV sobre la degradación del fenol en presencia de H2O2. En condiciones adecuadas,una solución de fenol sometida a radiación UV (254 nm) durante 160 minutos se degrada hasta un97 % en presencia de ferritas y con peróxido de hidrógeno como oxidante. La constante develocidad aparente de la degradación del fenol (kap) obedece una ley cinética de pseudo primerorden.Los resultados muestran la existencia de concentraciones límites de peróxido de hidrógenoy masa de catalizador agregado para las cuales se obtiene un valor máximo de degradación de fenol;por debajo y encima de estos valores dicha degradación es menor debido a que simultáneamente seproducen reacciones secundarias e indeseables.