Estudio de la deposición de óxido diférrico (magnetita) sobre fieltro de carbono
Frente a la problemática de contaminación de residuos acuosos, métodos de recuperación y de remoción de los mismos, han sido probados con la finalidad de disminuir el impacto ambiental. Pese a que los tres métodos conocidos de recuperación (adición de fase, campo de fuerza y barrera) han demostra...
| Autor Principal: | Mejía Chueca, María del Carmen |
|---|---|
| Formato: | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2016
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6911 |
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| Sumario: |
Frente a la problemática de contaminación de residuos acuosos, métodos de recuperación y
de remoción de los mismos, han sido probados con la finalidad de disminuir el impacto ambiental.
Pese a que los tres métodos conocidos de recuperación (adición de fase, campo de fuerza
y barrera) han demostrado tener un buen desempeño sobre diferentes muestras estudiadas; un
contratiempo ha sido la concentración incial de los contaminantes presentes, la cual por ser generalmente
elevada, continúa siendo alta aún despues de aplicado el tratamiento. Es así como
las técnicas de remoción se empiezan a desarrollar como alternativa frente a las de recuperación.
Son dos los métodos de remoción investigados hasta el momento: adsorción y degradación,
de los cuales, el último ha sido el más estudiado, debido a su capacidad de degradar
no sólo las sustancias orgánicas contaminantes, si no también a los productos de degradación
de las mismas (pese a su gran estabilidad, éstos también pueden descomponerse durante algunas
operaciones tecnológicas), cuya resistencia ambiental aun es desconocida. El proceso
electro-Fenton constituye uno de los métodos degradativos más importantes estudiados hasta
la fecha. Mediante este proceso, el radical hidroxilo (OH·), con un alto poder oxidativo (E0
= +2,8V), es capaz de degradar contaminantes orgánicos no biodegradables. Básicamente
consiste en la generación electroquímica (in situ) de peróxido de hidrógeno, empleando Fe2+
como catalizador. Una reacción entre el peróxido y iones Fe2+ daría lugar a la formación de
los radicales. Es por esta razón, que el empleo de un electrodo a base de fieltro de carbono
dopado con partículas de hierro magnéticas (magnetita, Fe3O4), en este proceso, constituye
la motivación del presente trabajo. Adicionalmente, las partículas magnéticas ayudarían a remover,
magnéticamente y por adsorción, diversos metales en la solución a tratar.
Así, un estudio de la electrodeposición de magnetita Fe3O4 sobre fieltro de carbono, se
realizó a partir de una solución de Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O y K(CH3COO), variando las
condiciones de temperatura (25oC, 50oC y 90oC) y pre-tratamiento del fieltro de partida. Una
temperatura de electrodeposición de 90oC resultó ser la más eficiente; obteniénsode una fase
de 49% de magnetita, otra de 36% de hematita, y finalmente una de 15% de goetita, lepidocrocita
y hematita (porcentajes relativos). El empleo de una temperatura de 25oC favoreció
la deposición de una única fase de goetita; mientras que una de 50oC, dió como resultado la
formación de 7 fases distribuidas de manera heterogéna sobre el área analizada del substrato,
de las cuales sólo dos lograron ser identificadas con algún óxido de hierro (hematita Fe2O3
y óxido ferroso FeO). De la misma manera, al realizar las pruebas sobre el fieltro de carbono
pre-tratado con partículas de óxido de cobre, los óxidos de hierro electrodepositados (FeO)
mostraron poca estabilidad (descomposición a Fe sólido y otros óxidos como Fe2O3 y Fe3O4).
Finalmente, óxidos de hierro hidratados del tipo lepidocrocita (−FeOOH), también fueron
obtenidos tras llevarse a cabo la deposición mediante la reducción de iones Fe3+(Fe(NO3)3)
asistida por agente reductor dimetilamino borano (DMAB). Al parecer, el empleo del fieltro de carbono como soporte, tendría un rol importante sobre fenómenos de nucleación que habrían
favorecido la formación de dichas partículas de óxido, en vez de la magnetita. No obstante,
se demostró que la cantidad de Fe3O4 formada durante su electrodeposición (90oC), pudo
ser suficiente como para remover más de la mitad de iones indicadores Mn2+ (_=60% de
remoción) presentes en solución. |
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