Oxidación catalítica de fenol empleando un subproducto de la industria metalmecánica como catalizador

Abstract

El sector metalmecánico produce artículos elaborados y maquinarias, por ello el grado de desarrollo de éste es determinante en el progreso industrial del país. En la elaboración de herramientas de acero y específicamente en el proceso de temple de la pieza se generan aproximadamente 18 ton/mes de residuos metálicos conocidos como cascarilla de laminación o calamina. En este trabajo se empleó la cascarilla de laminación como catalizador de la reacción Fenton para la oxidación de fenol. El catalizador fue caracterizado mediante XRF, DRX, EDX, FTIR, SEM y adsorción-desorción de N2 a 77 K. La actividad catalítica del catalizador fue evaluada en términos de conversión de fenol y COT. La dosis de hierro y peróxido de hidrógeno fue optimizada trabajando a un pH inicial de 3.7 unidades y una concentración de H2O2 de 0.1 M, alcanzando una conversión de fenol (47 y 100 mg.L-1) entre el 77 y 95% y una conversión de COT entre el 47 y 56%. La carga de catalizador óptima para la degradación de fenol (47 mg.L-1) como molécula modelo fue de 500 mg.L-1, logrando una conversión del 90% de fenol y del 55% de COT. Se encontró una buena estabilidad del catalizador durante el reúso en varios ciclos de oxidación. De acuerdo a los resultados obtenidos en este trabajo, la oxidación avanzada podría ser un método de tratamiento efectivo para remover contaminantes orgánicos recalcitrantes de las aguas residuales industriales. Este proceso incrementa la biodegradabilidad, y puede ser combinado con un proceso biológico convencional para alcanzar una mayor calidad del efluente (Texto tomado de la fuente)

The metalworking sector produces tools and machinery, so the degree of development of this sector is crucial in the industrial progress of the country. In developing steel tools and specifically in the process of hardening of the piece about 18 ton/month of metallic waste known as mill scale or calamine are generated. In this paper, the mill scale was used as a catalyst for the Fenton reaction for the oxidation of phenol. The catalysts were characterized by XRF, EDX, XRD, FTIR, SEM and 77 K N2 adsorption-desorption. The catalytic performance was monitored in terms of phenol and TOC conversions. The ferrous ion and hydrogen peroxide dosage have been optimized. Working at an initial pH equal to 3.7 and a H2O2 concentration of 0.1 M, a phenol conversion (47 and 100 mg.L-1) between 77 and 95% and TOC conversion of 47 and 56% was achieved. The optimal catalysts load for phenol degradation (47 mg.L-1), as a molecule model, were 500 mg.L-1, 90% phenol and 55% TOC conversion was achieved. A reasonably good stability of the catalyst was demonstrated during consecutive re-use of the same recovered sample, in long-term Fenton runs. According to the results obtained in this investigation, the advanced Fenton oxidation process would be an effective treatment method for the removal of recalcitrant organic pollutants from industrial wastewater. This process increases biodegradation, and may be combined with a classical biological process to achieve effluent of high quality