MCM-41 con Fe y Cu como catalizadores heterogéneos Fenton en la degradación de Amarillo 5 en medio acuoso

Abstract

El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar el efecto catalítico de los materiales Fe/MCM-41 y Cu-MCM-41 en la degradación de Amarillo-5 (tartrazina) en medio acuoso con la ayuda de peróxido de hidrógeno realizando un proceso Fenton heterogéneo, siguiendo la degradación del colorante por medio de su absorbancia UV a una λ=428 nm. Para ello se sintetizaron catalizadores MCM-41 con Fe o Cu en su estructura por el método sol gel agregando el metal desde la génesis del material y removiendo la plantilla mediante una combustión líquida. Los catalizadores resultantes fueron caracterizados por técnicas de difracción de rayos-X, espectroscopía infrarroja, microscopía electrónica de barrido, análisis termogravimétrico y fisisorción de nitrógeno. El catalizador Cu/MCM-41 presentó un rendimiento mayor al 80% en la degradación del colorante, incluso a bajas concentraciones de H2O2 y en menos de 120 minutos, mientras que el catalizador Fe/MCM-41 tuvo conversiones menores del 10% aún con exceso de peróxido.

The aim of this work was to elucidate the catalytic properties of Fe/MCM-41 and Cu-MCM-41in the degradation of aqueous Yellow-5 (tartrazine) by means of a Fenton heterogeneous process using hydrogen peroxide as a source of free radicals. The degradation of the dye was followed by UV spectroscopy at λ=428 nm. The catalysts based on MCM-41, containing either cupper or iron, were obtained by sol-gel, incorporating the metals during the formation of the MCM-41 mesophase. The surfactant template was removed using a liquid combustion approach. The resulting catalysts were characterized by means of X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and nitrogen physisorption. The catalytic degradation of the dye was higher than 80% at 120 minutes using the Cu/MCM-41 catalyst, even at low concentrations of H2O2, while the Fe/MCM-41 catalyst showed conversions of less than 10% using H2O2 in excess.