Preparación y evacuación de la actividad fotocatalítica de materiales badados en hierro inmovilizado sobre polímeros y bentonita

Abstract

En Colombia, así como en otros países en vía de desarrollo, no hay evidencia de tecnologías de Tratamiento de residuos líquidos industriales o agro-industriales que garanticen la inocuidad de las aguas, induciendo al deterioro de los ecosistemas. Además, el hecho de que las comunidades rurales (e incluso pequeñas ciudades) no cuenten con sistemas eficientes de potabilización, hace que sus habitantes sean eminentemente vulnerables a la exposición de contaminantes peligrosos, lo que origina un alto riesgo sanitario especialmente para la población infantil. Entre los procesos avanzados de oxidación, la fotocatálisis mediante el reactivo de Fenton ha mostrado ir efectiva en la eliminación de una amplia gama de compuestos biorecalcitrantes en aguas. No presenta problemas de transferencia de masa, pero requiere gasto de H2O2, de sal de Fe y de reactivos para ajustar 1 pH (-3,0 antes y ~7,0 después del tratamiento), siendo estos puntos económica y ambientalmente negativos. En este trabajo se prepararon catalizadores con Fe inmovilizado sobre polímeros comerciales (polietileno, polipropileno, poliestereno y polimetilmetacrilato) a través de tres métodos: (a) pretratamiento ácido del polímero seguido de impregnación en FeCNQ acuoso, (b) pretratamiento fotocatalítico del polímero con ri02 seguido por hidrólisis forzada de Fe(N03)3 y (c) tratamiento por foto-Fenton con concomitante ieposición de Fe sobre el polímero. Este último procedimiento originó el catalizador (con polietileno) más foto-activo frente a la degradación de resorcinol (el cual se utilizó como molécula modelo de la materia orgánica) en presencia de H202 y a pH inicial de 5,5 (no ajustado). Además, dicho procedimiento se llevó a cabo a temperatura ambiente, en corto tiempo y con considerablemente menos consumo de reactivos. Paralelamente se inmovilizaron especies de hierro sobre bentonita comercial mediante reacción de intercambio iónico (Fe3+ vs. Na*) en suspensión acuosa bentonita/FeCl3 seguida de fabricación de una placa circular, e hidrólisis forzada de Fe(N03)3 sobre una placa prefabricada de bentonita. Este último procedimiento condujo a la placa bentonita/óxido-Fe más foto-activa frente a la degradación de resorcinol en presencia de H2O2 y a pH inicial de 5,5 (no ajustado). Independiente del substrato utilizado (orgánico o inorgánico), todos los catalizadores evidenciaron que el porcentaje de degradación del resorcinol estuvo correlacionado directamente con la cantidad de Fe lixiviado durante el proceso fotocatalítico. Además, las velocidades de degradación obtenidas fueron similares a las efe sistemas foto-Fenton homogéneos que tenían la cantidad promedio de Fe lixiviado durante k>s procesos “heterogéneos’". Lo anterior permite demostrar que en sistemas como los aquí trabajados, las reacciones foto-Fenton homogéneas son las principales responsables de la oxidación de la materia orgánica