Advanced oxidation technologies to remove endocrine disruptors in water effluents based on zinc supported mesoporous catalysts

Abstract

Mesoporous silica material type MCM-41 was modified with different amounts of Zn (1-15 wt.%) by the wet impregnation method. Support and catalysts were characterized by means of powder X-ray diffraction (XRD), N2 nitrogen adsorptiondesorption, transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and ICP-OES techniques. The Zn-modified mesoporous silicates have been successfully tested for the degradation in aqueous solutions of different endocrinedisrupting (EDs), such as herbicides (atrazine), compounds derived from the plastic industry (bisphenol A) and from the pharmaceutical industry (clofibric acid). The results showed that the Zn/M(5) catalyst exhibited the highest activity. The high performance of this material indicates that the heterogeneous photo-Fenton-like reaction appears as a very promising pretreatment capable of enhancing the biodegradability of water contaminated with biorecalcitrant chemicals, as the most endocrine disruptors.

Materiales mesoporosos del tipo MCM-41 fueron modificados por el método de impregnación húmeda con diferentes cargas de Zn (1 - 15 % p/p). El soporte y los catalizadores fueron caracterizados por difracción de rayos X (DRX), adsorcióndesorción de N2, microscopia electrónica de transmisión (TEM), espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) y técnica de ICP-OES. Los silicatos mesoporosos modificados con Zn se evaluados exitosamente en la reacción de degradación en solución acuosa de diferentes disruptores endocrinos (EDs), tales como herbicidas (atrazina), compuestos derivados de la industria plástica (bisfenol A) y de la industria farmacéutica (ácido clofíbrico). Los resultados mostraron que el catalizador Zn/M(5) exhibió la mayor actividad. La mejor performance de este material indica que la reacción heterogénea foto-Fenton aparece como un pretratamiento muy prometedor, capaz de mejorar la biodegradabilidad de aguas contaminadas con productos químicos biorecalcitrantes, como la mayoría de los disruptores endocrinos. Palabras clave: MCM-41, Zn, procesos avanzados de oxidación, disruptores endocrinos.