Resumen

Se reporta la modificación de una bentonita colombiana con la especie mixta de Al-Fe partiendo de suspensiones de arcilla al 10 y 50% p/p, así como del material en seco, empleando como fase dispersante agua o acetona. Los sólidos obtenidos se caracterizaron con los técnicas de absorción atómica, capacidad de intercambio catiónico residual y difracción de rayos X. Se evaluó la actividad catalítica frente a la reacción de oxidación de fenol con peróxido de hidrógeno en medio acuoso diluido. Los resultados indican que los sólidos preparados en suspensión concentrada presentan propiedades estructurales, texturales y catalíticas comparables con los sólidos modificados en suspensión diluida (2% p/p).

Introducción

Aunque las arcillas son muy útiles en diversas aplicaciones industriales, estos sólidos tienen una gran desventaja debido al difícil acceso a su porosidad. Para solucionar este problema se encontró una modificación química que permite abrir y sostener las láminas de arcilla con moléculas voluminosas a manera de pilares, gracias a lo cual, hoy en día es posible obtener arcillas estables y con una superficie porosa altamente expuesta. Esta fascinante historia de la modificación molecular de las arcillas median te la inserción de pilares se inicia en 1955, pero los estudios sistemáticos y extensivos sólo han comenzado desde los años 80.

Las cerca de tres décadas de trabajo sistemático en el desarrollo de arcillas pilarizadas ha permitido grandes avances en el diseño y control de las propiedades físicas y químicas de estos minerales. Sin embargo, dada la complejidad del sistema de pilarización, los retos por lograr una comprensión completa de los fenómenos que allí ocurren y, por ende, el control generalizado de los parámetros que gobiernan el proceso, es un campo que requiere aún de mucho trabajo fundamental. El desarrollo de esta área se ha centrado básicamente en la comprensión y control de dichos parámetros, lo cual se logra  en condiciones de baja concentración de arcilla (del orden del 2%), donde se facilitan las interacciones químicas y un mayor control del proceso. Estos sistemas diluidos, evidentemente, plantean grandes dificultades para poder ser escalados a procesos industriales.

Varios intentos de trabajar sistemas con altas concentraciones de arcilla se han reportado, específicamente con sistemas sencillos de pilares de aluminio, tratando de extrapolar los parámetros establecidos en sistemas de baja concentración de mineral arcilloso. Son escasos los reportes bibliográficos de modificación vía pilarización de montmorillonitas con la especie mixta de Al-Fe partiendo de suspensiones concentradas de arcilla (18,19), en donde se trabaja a partir de una sola concentración de la suspensión del material (30% y 50%, respectivamente).

Los trabajos llevados a cabo sobre la pilarización de bentonita colombiana con Al-Fe como catalizador potencial para reacciones de oxidación de materia orgánica diluida han permitido establecer un control sobre los principales parámetros de modificación (pH, tiempos de reacción, relaciones Al/Fe, temperatura de hidrólisis), generando así herramientas para iniciar una segunda etapa de desarrollo de dicho sistema, con perspectivas industriales a mediano y largo plazo.

• Materias:Reacción de oxidación Fenoles Catalizadores Arcilla
• Subjects:Oxidation reaction Phenols Catalysts Clay
• Palabras claves:Modificación de bentonita; Catalizador; Oxidación de fenol y arcilla
• Keywords:Modifying bentonite; Catalyser; Phenol oxidation; Clay