Materiales mesoporosos SBA-15 modificados con hierro para la degradación de residuos farmacológicos presentes en aguas residuales

Abstract

farmacéuticos pueden encontrarse en efluentes acuosos causando efectos adversos sobre los organismos vivos presentes, razón por la que son considerados contaminantes ambientales. Particularmente, se han encontrado en el medioambiente concentraciones de hasta 200 ppm de Ibuprofeno (IBU), un antiinflamatorio no-esteroideo de elevado consumo. La parcial degradación de esta sustancia por oxidación biológica resulta en una serie de subproductos que producen un elevado riesgo ecológico. Buenos resultados en la remoción de este tipo de sustancias se han alcanzado al aplicar los llamados “Procesos Avanzados de Oxidación” (PAOs). Dentro de éstos, los procesos foto-Fenton involucran la presencia y reactividad de especies altamente oxidantes (OH)* que se generan de la reacción entre el hierro y un oxidante inocuo como es el peróxido de hidrógeno, dando lugar a un incremento en la biodegradabilidad de los efluentes tratados. No obstante, los procesos homogéneos traen aparejados los inconvenientes de tener que aplicar operaciones con costos adicionales para remover el hierro disuelto. En este trabajo se sintetizaron silicatos con estructura SBA-15 modificados con hierro mediante incorporación de nitrato férrico en el gel de síntesis (Fe-SBA-15(20)). Luego, el catalizador se impregnó con Ti, para evaluar el efecto de incorporar un segundo metal sobre la actividad y estabilidad del catalizador (TiO2/Fe-SBA-15(20)). Los sólidos (1 g/L) se evaluaron en la degradación foto-Fenton de IBU (concentración inicial 20 ppm) utilizando radiación UV-Vis y peróxido de hidrógeno como oxidante (concentración inicial 76 ppm). El pH del medio (500 mL) se ajustó a 3.5 para incrementar la eficiencia del proceso. Luego de 5 h de reacción se alcanzaron conversiones de IBU del 44 % y del 77 % cuando se evaluaron los sólidos Fe-SBA-15(20) y TiO2/Fe-SBA-15(20), respectivamente. Esto indicaría que en presencia de Ti la actividad adicional observada podría deberse al proceso fotocatalítico. Se evaluó el lixiviado del metal hacia el medio de reacción, determinando la concentración de hierro por el método colorimétrico. No se encontraron concentraciones apreciables del mismo lo que dio lugar a descartar un aporte significativo del proceso homogéneo en los resultados observados.