Degradación catalítica de fenol con peróxido de hidrógeno: sistemas "Fenton Heterogéneo"

Catalytic degradation of phenol with hydrogen peroxide: Heterogeneous Fenton-Like systems

Paola Massa¹ ; Antón Dafinov² ; Rosa Fenoglio¹ ; Francisco Medina Cabello²

1 pamassa@fi.mdp.edu.ar-Div. Catalizadores y Superficies-INTEMA, CONICET Universidad, Nacional de Mar del Plata. Juan B. Justo 4302, 7600, Mar del Plata, Argentina.
2 Dpto. de Ingeniería Química-ETSEQ, Universitat Rovira i Virgili, Campus Sescelades, Av. dels Paisos Catalans 26, 43007, Tarragona, España.

RESUMEN

Se sintetizaron catalizadores de Fe₂O₃/CeO₂ a partir de un método simple de combustión. Se estudió la influencia del contenido de hierro (5-20%), la temperatura, la concentración de H₂O₂ y la temperatura de calcinación (400°C-900°C) sobre la reacción de oxidación de fenol en presencia de peróxido de hidrógeno. La reacción se llevó a cabo en un reactor tipo batch a presión atmosférica, a temperaturas entre 60°C y 100°C. Sobre las muestras líquidas se realizaron determinaciones de conversión de fenol y de carbono orgánico total. Los catalizadores resultaron ser activos y selectivos en las condiciones de operación estudiadas y los de mayor contenido de Fe presentaron los mayores niveles de conversión de fenol, junto con un mayor porcentaje de pérdida de fase activa en el medio de reacción. Los catalizadores calcinados a altas temperaturas presentaron menores valores de conversión de fenol; sin embargo, el efecto más pronunciado se registró sobre los niveles de selectividad hacia productos finales. El incremento de la proporción de peróxido de hidrógeno en la reacción no produjo cambios significativos en la conversión de fenol ni en la selectividad.

Palabras Clave: Oxidación de Fenol; peróxido de hidrógeno; Fe₂O₃/CeO₂.

ABSTRACT

Fe₂O₃/CeO₂ catalysts were synthesized with different Fe loading (5-20%), using a simple combustion preparation method. The samples were calcined at several temperatures (400-900°C), and tested in a batch reactor at atmospheric pressure, in a temperature range of 60°C-100°C, for 4 hours.
The effect of different H₂O₂/phenol ratios was also studied.
Fresh and used samples were characterized by Scanning Electronic Microscopy, Temperature Prograrnmed Reduction, X-ray Diffraction and Surface Area Measurements (BET Method). The catalysts presented considerable phenol conversion and selectivity levels, at the operation conditions. Higher phenol conversions were reached with increasing iron content of the catalytic system; however, higher Fe lixiviation levels were also detected. A reduction in the phenol conversion and, more significantly, in the selectivity towards final products was observed when samples calcined at high temperatures were used.

Key words: Pbenol oxidation; CWPO; Fe₂O₃/CeO₂.