Evaluación de algunas variables en la síntesis de arcillas pilarizadas y su impacto en la oxidación de fenol en medio acuoso diluido

Evaluation of some variables in the pillared clays synthesis and their impact on the phenol oxidation in dilute aqueous

Distintas variables de síntesis se evaluaron en la modificación por pilarización de dos arcillas esmectíticas con soluciones mixtas de Al-Fe-Ce. El efecto del ultrasonido durante la intercalación de las especies polarizantes, el tipo de arcilla y la remoción de los óxidos de hierro del mineral natural fueron determinantes en la obtención de materiales activos en la oxidación de fenol en medio acuoso diluido con una buena selectividad a CO₂ en condiciones experimentales moderadas(20 °C y presión atmosférica). Los sólidos fueron caracterizados por difracción de rayos X (DRX), fluorescencia de rayos X (FRX), reducción a temperatura programada de hidrógeno (RTP-H₂) y microscopía electrónica de barrido (SEM),evidenciando una modificación estructural exitosa en todos los materiales. Con El empleo del ultrasonido se logró la modificación de los sólidos en un tiempo considerablemente menor (20 min.) al proceso tradicional (24h), conservando las propiedades físico-químicas y catalíticas de los materiales. Igualmente, se evidenció un efecto de la naturaleza de la arcilla de partida sobre las propiedades químicas y catalíticas del material, así como una mejora al remover los óxidos de hierro del material natural, logrando sólidos con mejor actividad catalítica.

INTRODUCCIÓN

La creciente exigencia de la sociedad hacia el tratamiento de aguas de diversos orígenes, materializada en regulaciones cada vez más estrictas, ha impulsado en la última década el desarrollo de nuevas tecnologías de purificación.

Los procesos avanzados de oxidación que tratan contaminantes orgánicos tóxicos no biodegradables contenidos en los efluentes industriales, tales como el fenol, son una buena alternativa para las técnicas ya existentes como la incineración, floculación, precipitación, adsorción, osmosis inversa y/o tratamientos químicos (1).

De todos los procesos avanzados de oxidación, la activación del peróxido de hidrógeno mediante un catalizador sólido (oxidación catalítica en fase húmeda con peróxido de hidrógeno, CWPO), es el más promisorio económica y tecnológicamente (2-4).

De otro lado, las arcillas son materiales económicos y abundantes cuyas propiedades estructurales permiten, mediante procesos químicos apropiados, estabilizar agentes activos metálicos con buena distribución y estabilidad, lo cual las identifica como materiales con enorme potencial para emplearse como catalizadores en innumerables reacciones heterogéneas (5-8).

Extensos trabajos relacionados con la síntesis de arcillas con pilares mixtos en aplicaciones de procesos ambientales (7, 9-12) han demostrado que el empleo de metales de transición permite obtener sólidos con un alto poder oxidante.