Efecto del pH y la temperatura sobre la oxidación fotocatalítica de naranja de metilo usando arena negra como fotocatalizador

Revista Mutis

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Title Efecto del pH y la temperatura sobre la oxidación fotocatalítica de naranja de metilo usando arena negra como fotocatalizador
Effect of pH and temperature on photocatalytic oxidation of methyl orange using black sand as photocatalyst
 
Creator Ibatá Soto, Alejandra
Agudelo Valencia, Rafael Nikolay
López Vásquez, Andrés Felipe
 
Description Los colorantes azo son considerados compuestos peligrosos para el medio ambiente y la salud humana. Uno de estos compuestos es el naranja de metilo el cual ha sido ampliamente utilizado en industrias textiles, de cuero y otras industrias químicas. La degradación de este compuesto se ha convertido en un reto mediante tratamientos convencionales. Algunos procesos de oxidación avanzada como la fotocatálisis heterogénea, la sonólisis, la radiólisis, etc., constituyen una alternativa para la mineralización de compuestos orgánicos gracias a la generación in-situ de un radical altamente oxidante (OH•).  En la actualidad, un gran número de investigaciones han tratado de modificar el TiO2 con metales para mejorar la degradación de contaminantes peligrosos como los colorantes azo. En este estudio se utilizó arena negra como una alternativa de fotocatalizador para evaluar el efecto del pH (2.0, 5.8 y 8.0) y la temperatura (20, 25, 30 y 35 °C) en el proceso de oxidación fotocatalítica del naranja de metilo.  Debido a las características del mineral, se aplicaron diferentes campos magnéticos para obtener fracciones que fueron utilizadas como semiconductor, de las cuales se utilizó la que exhibió mejores condiciones para la degradación del colorante. Los resultados experimentales permitieron determinar que la oxidación fotocatalítica de naranja de metilo presentó una mayor eficiencia con un pH 2.0 y a 30° C, con un porcentaje de degradación de 96.93 %. La reacción observada describió una cinética de pseudo primer orden y mediante la ecuación de Arrhenius se determinó el coeficiente cinético a diferentes temperaturas.  El coeficiente pre exponencial de la ecuación fue de 374782115.1 y la energía de activación fue de -58104.4 J mol-1 K-1.
Azo dyes are considered hazardous compounds for the environment and human health. Methyl orange is one type of azo dyes and it is widely used in textile, leather, and other chemical industries. The degradation of this compound is a challenge for traditional treatments. Advanced oxidation processes such as heterogeneous photocatalysis, sonolysis, radiolysis, etc., become an alternative for mineralizing organic compounds by producing a highly oxidant agent (OH•). Nowadays, a great number of research studies have tried to modify TiO2 with metals in order to improve the degradation of hazardous pollutants such as azo dyes. This study used black sand as an alternative photocatalyst, evaluating the influence of pH (2, 5, 3 and 8) and temperature (20, 25, 30 and 35°C) on the photocatalytic oxidation of methyl orange. Black sand was magnetically separated. The fraction that showed the best characteristics for dye degradation was used. Experimental results allowed establishing that methyl orange photocatalytic oxidation is best performed at pH 2 and 30°C, with a degradation percentage of 96.93%. The reaction follows a pseudo-first order kinetic. In addition, the kinetic coefficient found at different temperatures was correlated using Arrhenius equation in order to determinate changes in the kinetic coefficient depending on the temperature. The equation pre-exponential coefficient was 374782115.1 and energy activation was -58,104.4 J mol-1 K-1.
 
Publisher Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano
 
Date 2018-08-01
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
 
Format application/pdf
 
Identifier https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/view/1373
10.21789/22561498.1373
 
Source Revista Mutis; Vol. 8 Núm. 1 (2018); 43-54
2256-1498
 
Language eng
 
Relation https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/view/1373/1384
 

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