Sílica mesoporosa modificada con metales para degradar glifosato mediante oxidación húmeda con aire en condiciones atmosféricas

Abstract

Se prepararon catalizadores nanoestructurados tipo SBA modificados con hierro y cobalto. Los materiales se caracterizaron por: XRD, adsorción de N2 , TEM, ICP-OES y FTIR. Estos sólidos fueron evaluados en la reacción de degradación del glifosato a través de la oxidación catalítica con aire a presión atmosférica y temperatura ambiente. Los productos de reacción fueron analizados por cromatografía iónica e incluyeron: acetato, nitrato, nitrito e iones fosfato. También se estudió la estabilidad de los catalizadores y la posibilidad de reciclado. Se encontró que los iones Fe y Co pueden formar complejos con glifosato, aunque sólo el catalizador Fe-SBA(20) llevó a la fragmentación oxidativa del herbicida. El material Co-SBA(20) actuó como adsorbente leve del herbicida pero no fue activo para lograr su degradación. Se propone que el catalizador modificado con hierro puede formar un complejo de glifosato de Fe que fue observado por espectroscopia infrarroja. Este complejo fue capaz de activar el O2 alimentado a partir de un flujo de aire, generando un intermedio de oxohierro (V) que promovería la degradación del herbicida (en iones de cadena corta, menos tóxicos y más biodegradables) bajo condiciones de reacción ambiente.

SBA type nano-structured catalysts were prepared modified with iron and cobalt. The materials were characterized by: XRD, N2 adsorption, TEM, ICP-OES and FTIR. These solids were evaluated in the glyphosate degradation reaction through catalytic wet air oxidation at atmospheric pressure and room temperature. The reaction products were analyzed by ionic chromatography and they included: acetate, nitrate, nitrite and phosphate ions. The catalyst stability and possibility of recycling were also study. It was found that the Fe and Co ions can form complexes with glyphosate, although only the Fe-SBA(20) catalyst led to the oxidative fragmentation of the herbicide. The Co-SBA(20) material acts as herbicide adsorbent but was not active to achieve its degradation. It is proposed that, the catalyst modified with iron can form a Fe-glyphosate complex which was observed by infrared spectroscopy. This complex was capable to active O2 from an air flow, generating oxoiron intermediates that promote the degradation of the herbicide (into short chain ions, less toxic and more biodegradable) under room reaction conditions.