Arcilla pilarizada con Al-Fe como catalizador para la oxidación de un colorante empleado en la industria de alimentos (2019)
La mayoría de procesos industriales relacionados con la industria textil y de alimentos involucra el uso de colorantes sintéticos, los cuales en su mayoría (60-70%) son de tipo azoico (-N=N-). Entre los colorantes más empleados se encuentra el rojo Ponceau 4R (E-124), aditivo en cerezas en conserva, jugos, gaseosas, leches saborizadas, yogures, batidos, helados, jaleas, gelatinas y dulces (caramelos blandos, duros, gomas, cubiertas de pastelería), entre otros. Debido a su estructura compleja (C20H11N2Na3O10S3), este colorante es muy estable en medio acuoso (vida media de 133 días expuesto a la luz solar) y su vertimiento constituye un riesgo para el medio ambiente. En la presente investigación se evaluó el potencial catalítico de la bentonita pilarizada con Al-Fe (Al-Fe-PILC) y de la bentonita pilarizada con Al y después impregnada con Fe (Fe/Al-PILC) para la oxidación del colorante rojo Ponceau 4R, bajo condiciones suaves de temperatura y presión (25 °C y presión atmosférica). Para las arcillas pilarizadas con Al-Fe con 2, 6 y 10% molar de Fe en la síntesis del agente pilarizante, la remoción de color (40%) y conversión de COT (18%) fueron bajas, en tanto que las arcillas pilarizadas con Al (soporte) y luego impregnadas con Fe (0.45 al 10.55% masa) lograron decoloraciones entre el 50 y 100% y mineralización de hasta el 69%. Empleando la metodología de superficie de respuesta, los resultados de decoloración y conversión de TOC se ajustaron a un modelo de segundo orden. Las mejores condiciones para una decoloración completa (100%) y la máxima mineralización (69% de conversión de TOC) se obtuvieron con una masa de catalizador de 247.56 mg, dosis de H2O2 de 0.90 veces la cantidad estequiométrica y un porcentaje de Fe impregando del 7.6% en masa. El estudio cinético de decoloración encontró que la ecuación de Fermi ajustó bien los datos experimentales y el periodo de inducción durante la reacción se atribuyó al proceso de activación de las especies de hierro soportadas en la arcilla pilarizada con Al. El aumento de la temperatura de 25 a 45 °C, disminuyó el tiempo de decoloración, debido al decrecimiento del tiempo de inducción. Las arcillas pilarizadas con Al-Fe son catalizadores eficientes para la CWHPO de colorantes con baja área superficial polar (PSA 100 Å2), en tanto que las arcillas pilarizadas con Al (soporte) y luego impregnadas con Fe pueden ser utilizadas como catalizadores con moléculas de mayor PSA (200 Å2). Los resultados de este trabajo mostraron que la CWHPO es una alternativa para el tratamiento de aguas coloreadas, ya sea como tratamiento terciario o como pre-tratamiento para mejorar la biodegradabilidad (Texto tomado de la fuente)