Proyectos
Diseño de partículas multirramificadas de Fe2O3 con especies de Au, Ag y Cu ancladas, para la eliminación oxidativa de un colorante textil en medio acuoso.
Resumen
La calidad del agua de consumo humano, potable y para la producción industrial y agrícola, se ve sacrificada como consecuencia de la emisión de residuos orgánicos solubles provenientes de industrias químicas, farmacéuticas, textiles, petroquímicas y de alimentos, entre otras. Existen diversos métodos físicos, químicos y biológicos, destinados a la remoción de estos contaminantes, entre ellos la adsorción, la oxidación húmeda y la oxidación catalítica, los cuales no son excluyentes, sino que pueden complementarse y su aplicación es dependiente del tipo de contaminante, su concentración y el balance económico-ambiental del proceso. En el caso de la industria textil, las emisiones de aguas contaminadas con colorantes azoicos constituyen una situación de enorme preocupación para las autoridades ambientales y para este sector industrial en particular. Dichos contaminantes son tóxicos y altamente resistentes a procesos de degradación convencionales, aumentan la demanda química de oxígeno (DQO) y pequeñas cantidades de éstos son suficientes para alterar el color de las aguas residuales (debido a sus elevados coeficientes de absorción de luz), afectando la entrada de luz a los ecosistemas. Todo ello perturba el equilibrio fotosintético y biológico. Los procesos catalíticos para la oxidación total de colorantes textiles, en su gran mayoría se enmarcan en los denominados procesos avanzados de oxidación (PAOs), los cuales se fundamentan en la producción de radicales libres, hidroxilo y perhidroxilo, que atacan a la molécula orgánica hasta convertirla a CO2 y agua. El reto en los PAOs es emplear catalizadores heterogéneos (fácilmente separables) que operen en condiciones suaves de temperatura y presión, que sean eficientes y estables (que no lixivien metales) en el medio acuoso. La mayoría de catalizadores empleados en los PAOs operan en medio ácido (pH menor a 7), lo cual ocasiona la lixiviación de metales como consecuencia de la disolución parcial del catalizador, destruyéndolo y agotando rápidamente su eficiencia. En estudios recientes, desarrollados en el Laboratorio de Diseño y Reactividad de Estructuras Sólidas (Lab-DRES) de la Universidad Nacional de Colombia, se desarrollaron estructuras multirramificadas de óxidos de hierro hematíticos, con morfología de hojas de helecho y tamaño controlado, y sobre éstas se logró exitosamente el anclaje de partículas de Ag y de la espinela CuCo2O4. Estos materiales revelaron elevada actividad catalítica en la reacción de descomposición de peróxido de hidrógeno, una reacción preliminarmente indicadora del potencial de dichos sólidos como catalizadores en PAOs. Se verificó, además, que en dicha reacción interviene tanto el soporte (Fe2O3) como los sitios metálicos de anclaje, elevando la eficiencia catalítica, operando a pH neutro y sin disolución de metales (Proyecto financiado por la DIEB, UN, código Hermes 41701). Por tal motivo, con el presente proyecto se pretende extender esta investigación mediante la síntesis de dichas partículas multirramificadas de Fe2O3 incorporando Ag, CuCo2O4 y Au (conocido por su mayor eficiencia en reacciones de oxidación), para hacer la evaluación directa de la actividad catalítica de dichos materiales en la eliminación (oxidación) del colorante textil (industrial) azoico “amarillo reactivo 145”, reconocido por sus características recalcitrantes. Estos materiales se sintetizarán mediante rutas ya establecidas en el Lab-DRES (método solvotérmico seguido de precipitación-depositación), se caracterizarán mediante técnicas básicas (por ejemplo, difracción de rayos X, microscopía electrónica, espectroscopía Auger) y las evaluaciones catalíticas se harán en un reactor tipo tanque agitado menor a 100 mL, a pH neutro, 25 °C y presión atmosférica. La degradación del colorante “amarillo reactivo 145” se seguirá mediante espectroscopía UV-Vis.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Modalidad:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Responsable