Efecto del contenido de hierro en arcillas delaminadas para el tratamiento de aguas contaminadas con amoxicilina

Abstract

La presente investigación centró su atención en la síntesis y caracterización fisicoquímica de los sólidos obtenidos a partir de la modificación de arcillas naturales por procesos de delaminación, y la posterior obtención de catalizadores de hierro soportado, para ser empleados en la degradación de amoxicilina presente en agua.

Para obtener soportes catalíticos con óptimas propiedades texturales y fisicoquímicas, se seleccionó como mineral de partida, una arcilla natural tipo bentonita proveniente del Valle del Cauca – Colombia. Esta fue modificada empleando tres metodologías de delaminación y caracterizada por difracción de rayos X (DRX) y sortometría de N2 a 77K. Mientras que los catalizadores fueron caracterizados además por reducción con H2 a temperatura programada. Logrando un aumento en el área superficial, buena distribución de poro y elevada dispersión de la fase activa seleccionada (Fe: 1, 3 y 5%).

La actividad catalítica de los catalizadores fue evaluada en la degradación de amoxicilina presente en agua, seguida por cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas.

Los resultados revelaron que los soportes obtenidos a través de la delaminación de la arcilla son materiales mesoporosos, con elevada área superficial y volumen de poro importante. Estas propiedades redundan en un incremento de la dispersión de la fase activa y, en consecuencia, mejor actividad catalítica en la degradación de amoxicilina. La serie de catalizadores sintetizados a partir de la bentonita delaminada empleando clorhidrol BD2.2, resulta en los materiales más activos en la degradación de amoxicilina hasta productos de menor masa molecular, comparada con los catalizadores obtenidos sobre arcilla sin modificar, y, en relación con los catalizadores con mayor porcentaje de hierro, el que logró mayor degradación (98%) al cabo de 60 minutos, fue el catalizador BD2.2 5% Fe. Este comportamiento está relacionado con las propiedades texturales exhibidas por el soporte y la reducibilidad de la fase activa del catalizador. (Texto tomado de la fuente)

This current investigation focus its attention on the synthesis and physical-chemical characterization of the solids obtained from the modification of natural clays through delamination processes, and finally the obtaining of supported iron catalysts, to be used in the amoxicillin degradation present in water.

To get catalytic supports with optimal properties of texture and physical-chemical, it was selected as a starting ore, a natural clay of bentonite type from Valle del Cauca – Colombia. This was modified using three delamination methodologies that were characterized by X-Ray diffraction (XRD) and sortometry of N2 at 77K. While the catalytic were characterized by reduction with H2 at programmed temperature. Achieving a rise in the superficial area, good pore distribution, and high dispersion of the active phase that had been selected before (Fe: 1, 3, and 5%).

The catalytic activity of the catalysts was tested in the amoxicillin degradation present in water, followed by liquid chromatography coupled to mass spectrometry.

The results revealed that the obtained supports through clay delamination are mesoporous materials with a high surface area and an important pore volume. These properties redound in the raise of the dispersion of the active phase, as and consequence, better catalytic activity in the amoxicillin degradation. The group of synthesized catalysts starting with delaminated Bentonite using hydrochloride BD2.2 results in materials more active in the amoxicillin degradation and, among the catalysts with mayor percent of iron, the one that achieved more degradation (98%) after 60 minutes, was the catalyst BD2.2 5% Fe. This behavior is related to properties of texture that showed by the support and the reducibility of the catalyst active phase.