Simultaneous decolorization and detoxification of black reactive 5 using TiO2 deposited over borosilicate glass

Decoloración y desintoxicación simultáneas del reactivo negro 5 utilizando TiO2 depositado sobre vidrio de borosilicato

Decoloración simultánea y la desintoxicación de reactivo negro 5 con TiO₂ depositadas sobre el vidrio de borosilicato por la técnica de sedimentación. Objetivo. Decolorización y disminución de la toxicidad de un azo colorante usando fotocatálisis con TiO₂. Materiales y métodos. Las películas de TiO₂ fueron crecidas por sedimentación a pH 1,3 empleando vidrio de borosilicato como sustrato. La caracterización física se realizó por medio de microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X y espectrometría de absorción UV/vis. Los estudios de remoción del colorante Negro Reactivo 5,se realizaron en un fotoreactor de cuarzo. Resultados. De acuerdo con la caracterización óptica, las películas de TiO₂ presentaron partículas esféricas, con diferentes tamaños, irregulares y sin fracturas. El tamaño del cristal fue 77,5 nm y 77,7 nm para 50 y 450º C y la energía de banda prohibida fue 3,02 y 2,68 eV, respectivamente. La concentración máxima del colorante que afectó negativamente la remoción de color fue 80 mg/L (17%). A concentraciones más bajas de NR5 (10, 50 y 70 mg/L) la decoloración fue superior al 80%. Las películas de TiO₂ se reutilizaron por 5 ciclos de 6 horas a 10 mg/L y 3 ciclos de 10 h a 70 mg/L. Los estudios de toxicidad en Lactuca sativa y Daphnia magna demostraron que D. magna fue más sensible que L. sativa. Conclusión. Las películas de TiO₂ crecidas por sedimentación decoloraron el colorante negro reactivo 5 en un 86% y removieron la demanda química de oxígeno en un y 100%, igualmente redujeron la toxicidad.

INTRODUCCIÓN

El negro reactivo 5 ((tetrasodio-4-amino-5-hidroxi-3, 6 (bis(4-(2-(sulfonatooxi) etilsulfonil) fenil) azo)-naftaleno-2, 7-disulfonato)) es un colorante común utilizado en la industria textil. Es un colorante azoico, formado por dos anillos aromáticos unidos por un doble enlace de nitrógeno. Esta estructura compleja se considera un grupo cromóforo que se asocia con grupos amino o hidroxilo auxocrómicos. Esta propiedad determina la longitud de onda de absorción del colorante y la afinidad con la fibra. Además, el colorante contiene sulfato de sodio (Na⁺ SO₃), que actúa como agente solubilizante. La degradación biológica que implementan los sistemas de tratamiento tradicionales (reactor de lodos activados, reactores anaeróbicos de flujo ascendente y bio opcional) es lenta y puede formar un compuesto intermedio, que es más persistente que el original. Estos intermedios no son detectados por la espectrometría visible, ya que absorben en el rango ultravioleta entre 200 y 400 nm) (1).