Las arcillas y minerales arcillosos constituyen uno de los recursos minerales no metálicos de mayor aplicación en la industria, destacándose su empleo en lodos de perforación en pozos petroleros, decoloración y clarificación de aceites y vinos, aditivo de alimentos peletizados para animales y soportes catalíticos en diferentes procesos químicos, entre otros [1, 2].
A pesar de la amplia utilidad de las arcillas en aplicaciones industriales, estos materiales presentan la desventaja del difícil acceso a su porosidad. En la búsqueda de materiales con amplia distribución de poro y propiedades catalíticas específicas, se ha desarrollado un método conocido como pilarización, el cual permite abrir y sostener las láminas de las arcillas, introduciendo pilares de carácter inorgánico y generando una porosidad permanente en el material [3]. La introducción de pilares, además de aumentar la resistencia y estabilidad del material, proporciona micro y/o mesoporosidad, aumenta el área superficial y genera la presencia de especies potencialmente activas para una reacción específica [4, 5].
La descomposición del peróxido de hidrógeno en presencia de iones Fe+3/Fe+2 en solución (llamado sistema Fenton) [6], llevó a establecer un sistema de reacción análogo con especies de hierro soportadas sobre arcilla [7]. En tal sentido, las arcillas pilarizadas con el sistema mixto Al-Fe han sido evaluadas exitosamente en la oxidación catalítica de diversos compuestos orgánicos en medio acuoso, tales como fenol y compuestos derivados, colorantes, y contaminantes presentes en las aguas residuales de la industria agroalimentaria [7-14].
Un gran número de actividades asociadas a la industria alimenticia y de cosméticos, generan efluentes líquidos que contienen contaminantes de diversa naturaleza, entre ellos colorantes [8, 15-19]. Se estima que los fabricantes de alimentos en los Estados Unidos utilizan anualmente 15 millones de libras de colorantes artificiales y esta cantidad sólo representa a nueve de los colorantes empleados, los cuales están relacionados con problemas de salud [20].
Diversos métodos de tratamiento para la eliminación de colorantes en el agua han sido empleados, entre ellos: procesos biológicos, coagulación química, adsorción y procesos avanzados de oxidación - PAOs. Uno de los PAOs de mayor aplicación es la oxidación catalítica vía húmeda con peróxido de hidrógeno (CWHPO, Catalytic wet hydrogen peroxide oxidation) [12], la cual es una tecnología útil para el tratamiento de aguas residuales que contienen contaminantes tóxicos y/o recalcitrantes. La CWHPO logra una alta conversión de los contaminantes y la oxidación puede conducirse en condiciones de temperatura ambiente y presión atmosférica, disminuyendo así los costos del proceso [12, 21].
El empleo de arcillas como soporte catalítico de fases activas para reacciones de oxidación en medio acuoso es una alternativa viable, dada la posibilidad que tienen estos materiales de ser modificados vía pilarización. Adicionalmente, existe en el país una enorme disponibilidad de minerales arcillosos con gran potencial de ser explotado. Respaldados en el conocimiento sobre la síntesis de arcillas pilarizadas con sistemas mixtos Al-Fe [10, 22], y las ventajas de la oxidación catalítica vía húmeda; en ésta investigación se propone la síntesis de tales materiales como catalizadores para la oxidación de rojo Ponceau 4-R (C20H11N2Na3O10S3), colorante ampliamente utilizado en la industria de alimentos. El Ponceau 4-R es un colorante azoico, otorga una coloración roja a una gran variedad de productos alimenticios como yogures, gelatinas, gomas, postres, helados, mermeladas, polvo para preparar bebidas (frutiño), salami, chorizo y salsas [20, 23]. En biología también se emplea este colorante para teñir proteínas de forma rápida y sencilla.
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