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Photo-Fenton Degradation of RB5 Dye in Aqueous Solution Using Fe Supported on Mexican Natural ZeoliteDegradación Foto-Fenton del Colorante RB5 en Solución Acuosa Usando Fe Soportado sobre Zeolita Natural Mexicana

Resumen

Se impregnó una zeolita natural mexicana (MNZ) con Fe a concentraciones de 5 y 10 mg FeCl3/g MNZ (MNZ/Fe) para estudiar la degradación foto-Fenton del colorante Negro Reactivo 5 (RB5). Se prepararon dos muestras y se calcinaron a 550 y 700°C para cada concentración. Estas muestras también se caracterizaron mediante las siguientes técnicas: Difracción de rayos X (XRD) para determinar las fases cristalinas del mineral, espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) para observar la composición elemental del material donde el elemento principal era Fe como Fe2p, Mössbauer para establecer las fases en el material que eran magnetita (Fe3O4), fayalita y clorita, Raman para corroborar que se presentaban agrupaciones de magnetita en el material natural, y microscopía electrónica de transmisión (TEM) mediante la cual se observaron nanopartículas de magnetita en la superficie de la zeolita. Posteriormente, se llevó a cabo la degradación catalítica del colorante RB5 mediante el proceso foto-Fenton utilizando una lámpara de 2,2 W como fuente de radiación. Se evaluaron cuatro concentraciones iniciales de colorante RB5 ((RB5)0) que oscilaban entre 40 y 100 mg/L. A continuación, la reacción de evaluación se llevó a cabo mediante espectroscopia UV-Vis para conocer el cambio en la concentración de RB5 y la eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) para determinar el carbono orgánico. Los mejores resultados en la degradación foto-Fenton fueron 91 de iscoloración y 68.5 de remoción de demanda química de oxígeno en base a una concentración inicial RB50=100 mg/L y 10 mg MNZ/Fe (700°C de temperatura de calcinación) a una dosis de catalizador MNZ/Fe=0.05 g/L en solución acuosa, H2O2=3 g/L, pH=2.5, y 180 minutos de tiempo de reacción. Posteriormente, se evaluaron variaciones en (RB5)0, pH, (H2O2), y (MNZ/Fe) para optimizar el proceso manteniendo 10 MNZ/Fe. La degradación óptima del colorante RB5 se alcanzó a RB50=100 mg/L en presencia de MNZ/Fe=0.2 g/L, H2O2=3 g/L y pH=2.5 donde la mayor decoloración y remoción de demanda química de oxígeno fueron 93 y 70.5 a 180 min. Finalmente, la reacción cinética se evaluó como una cinética de pseudo-primer orden con una constante de velocidad aparente (kapp) de 0,0225 min-1 en las últimas condiciones.

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