Valorización de efluentes de decapado del galvanizado en caliente para el desarrollo de fotocatalizadores de óxidos de zinc y hierro con aplicaciones potenciales en la degradación de colorantes

Abstract

Los efluentes de decapado de la industria de galvanizado por inmersión en caliente son altamente peligrosos y de difícil tratamiento debido a la concentración de ácido clorhídrico alrededor de 10% y contenido de metales pesados disueltos de Fe (~140g/L) y de Zn (~160g/L). Mediante a la técnica de coprecipitación química estos efluentes pueden ser aprovechados para la síntesis de partículas. En este trabajo investigativo se logra la obtención de partículas de óxido de hierro-zinc a partir de efluentes decapado oxidado de la industria de galvanizado en caliente; la oxidación del efluente se realiza con KMnO4 0,5 M o H2O2 13%, posteriormente se utiliza H2C2O4 como agente precipitante a 1 M, 1,5 M y 2 M. Los precipitados se calcinaron bajo atmósfera de aire, y se obtuvieron principalmente micro y nanopartículas de los óxidos de ferrita de zinc y oxido de zinc en proporciones similares que varían en un rango entre 30 y 40% p/p para cada uno de los compuestos metálicos presentes. Se encontró, que el Band-Gap obtenido en todas las síntesis fue alrededor de 1.2-1.4 eV, dichos valores están por debajo del rango reportado (1.9 Ev) en la literatura para este tipo materiales, siendo de gran interés para aplicaciones fotocatalíticas; por último, se evalúa su capacidad como fotocatalizador para la degradación de colorantes, obtenido un porcentaje de remoción del color en la solución mayor al 92% en el 91,6% de las muestras sintetizadas en presencia de un sistema de radiación UV-vis. (Texto tomado de la fuente)

Pickling effluents from the hot-dip galvanizing industry are highly dangerous and difficult to treat due to the concentration of hydrochloric acid around 10% and the content of dissolved heavy metals of Fe (~140g/L) and Zn. (~160g/L). Through a chemical coprecipitation technique, these effluents can be used for the synthesis of particles. In this investigative work, we are able to obtain iron-zinc oxide particles from oxidized pickling effluents from the hot-dip galvanizing industry; different materials were synthesized by coprecipitation using 0.5 M KMnO4 or 13% H2O2 as oxidizing agents of the pickling solution and different concentrations of H2C2O4 as precipitating agent (1 M, 1.5 M and 2 M). The precipitates were calcined under an air atmosphere, and mainly micro and nanoparticles of zinc ferrite oxides and zinc oxide were acquired in similar proportions that vary in a range between 30 and 40% w/w for each of the metal compounds. It was found that the band Gap obtained in all the syntheses was around 1.2-1.4 eV, these values are below the reported range (1.9 Ev) in the literature for this type of materials, being of great interest for photocatalytic applications; they are evaluated as a photocatalyst for the degradation of dyes, obtaining a color removal percentage in the solution greater than 92% in 91.6% of the synthesized samples in the presence of a UV-vis radiation system.