Estudio cinético y modelado de reacciones de oxidación de 2- Metiltiobenzotiazol sobre zeolitas Y modificadas con Cobre

Abstract

Los benzotiazoles y sus derivados son compuestos orgánicos tóxicos y poco biodegradables que se encuentran en cursos acuosos. Se estudió el tratamiento catalítico de los mismos empleando 2- metiltiobenzotiazol (2-MTBT) como modelo. Se analizó la actividad catalítica de la zeolita Y modificada con cobre en la reacción de oxidación de 2-MTBT con H2O2 como agente oxidante. El estudio experimental incluyó el análisis de los efectos de la carga de metal, concentración de oxidante y concentración de catalizador. El catalizador Cu-Y con una carga de 3%p/p de cobre presentó mejores resultados de actividad. Para este catalizador se llevó a cabo un estudio cinético teórico-experimental de las reacciones de oxidación. El mismo incluyó el análisis de las velocidades iniciales de reacción, la propuesta de un mecanismo oxidativo y la estimación de las constantes cinéticas mediante el ajuste a datos experimentales, empleando el software comercial gPROMS. El estudio permite concluir en la naturaleza radicalaria del mecanismo oxidativo. Además, fue posible confirmar la ausencia de efectos difusionales, así como también el efecto sinérgico de la matriz zeolítica sobre el Cu(II)

Benzothiazoles and their derivatives are toxic organic compounds with low biodegradability, present in aqueous sources. The catalytic treatment of such contaminants was studied employing 2- methylthiobenzothiazole (2-MTBT) as model molecule. Cooper modified zeolite Y were evaluated as catalyst for 2-MTBT oxidation employing H2O2 as oxidant. The experimental study includes metal content analysis, oxidant concentration and catalyst amount. Considering that Cu-Y catalyst with a 3 wt% of cooper presented the best catalytic results, a theoretical-experimental kinetic study for the oxidation reactions was done. It includes the initial reaction rates analysis, an oxidative mechanism proposal and the kinetic constants estimation by the experimental data adjustment employing a commercial software gPROMS. This study allows us to conclude in a radical nature of the oxidative mechanism. It was also possible to confirm the absence of diffusional effects and the synergistic effect of the zeolite matrix over Cu(II)