Utilización de hidróxidos dobles laminares como electrocatalizadores para la degradación de índigo carmín Público Deposited

La utilización de los materiales tipo Hidrotalcita (HT) para la degradación de colorantes ha sido ampliamente estudiada en los últimos años; sin embargo, estos estudios se han limitado a su uso como adsorbentes o fotocatalizadores en soluciones modelo, lo que genera problemas de disposición de los desechos obtenidos y no tiene en cuenta la influencia de especies químicas tales como los cloruros, que se encuentran junto con el colorante en los efluentes residuales y dificultan el proceso de degradación del mismo. Con el fin de utilizar las HTs como electrodos para la oxidación electroquímica del Índigo Carmín (IC), se plantea la presente investigación, en la cual se realiza la síntesis, caracterización electroquímica e inmovilización sobre ITO (óxido de indio y estaño) de tres HTs, sin calcinar: MgZnGa (Mg₀.₅₈Zn₀.₁₇Ga₀.₂₅ (OH)₂](CO₃)²⁻ ₀.₁₂₅.1.5H₂O), ZnGaAl (Zn₀.₇₅Ga₀.₁₉Al₀.₀₆(OH)₂](CO₃)²⁻ ₀.₁₂₅..1.5H₂O) y MgZnAl (Mg₀.₆₄Zn₀.₁Al₀.₂₆). El estudio está dividido en dos partes; en donde inicialmente se utilizaron las HTs como modificadores de electrodos de pasta de carbono (CPE), los cuales se caracterizaron electroquímicamente, encontrándose que el zinc presente en la HT se reduce de manera que cambia la estructura de la red; además, estos compuestos resultan ser electrocatalizadores de la oxidación de los hidróxidos, presentes en la solución, a oxígeno gas. Así mismo, la presencia de los cloruros en el electrolito mejora las corrientes de oxidación obtenidas, ya sea porque están catalizando el proceso o porque los mismos se están oxidando; por otra parte, éstos dificultan la reducción del zinc dentro de la red siendo necesaria la aplicación de sobrepotenciales para que ésta se lleve a cabo. Posteriormente, se realizó la inmovilización, sobre el vidrio conductor, indium tin oxide (ITO), de las HTs mediante goteo, depósito electroforético (DEF) e inmersión; los electrodos obtenidos se utilizaron para degradar electroquímicamente el colorante, mediante la electrólisis (en una celda con dos compartimentos) de soluciones 1 x10⁻₄ M IC /0.05M NaCl durante 8 horas. La decoloración de dichas soluciones se monitoreó mediante el uso de espectrometría UV-visible; se obtuvieron porcentajes de decoloración altos, y se encontró que la HT ZnGaAl inmovilizada mediante DEF es la más eficiente, alcanzando 90% de decoloración del IC. Se determinó que la decoloración en todos los casos sigue una cinética de pseudo primer orden y las respectivas constantes aparentes son similares, independientemente de la HT y el método de inmovilización utilizados. La espectrometría de masas (MS) de las soluciones resultantes de la degradación mostró que los productos obtenidos después de la electrólisis son independientes del electrodo utilizado. A partir de los resultados obtenidos se propone un mecanismo de degradación.

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  • 2014
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Última modificación: 09/27/2022
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