Estrategia de coordinación acoplada a redox para la desintoxicación de xantato mediante autocatálisis en un amplio...

Área de la Ciencia:

• Química del medio ambiente
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los compuestos de xantato se utilizan ampliamente en la flotación de minerales, pero presentan riesgos ambientales.
• Las estrategias eficaces de degradación de los contaminantes que contienen azufre son cruciales para el tratamiento de las aguas residuales industriales.
• Los métodos existentes a menudo luchan con la estabilidad, la reutilización o la eficiencia en condiciones de pH neutro.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema catalítico estable y eficiente para la degradación del xantato.
• Investigar el mecanismo de degradación de los xantatos utilizando un ciclo redox Cu (II) / Cu (I) en las MWCNT.
• Evaluar el rendimiento, la estabilidad y la aplicabilidad del catalizador a otros reactivos de flotación que contengan azufre.

Principales métodos:

• Anclaje de Cu (II) / Cu (I) en nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) mediante fresado en bolas en húmedo.
• Utilizando un ciclo redóxido Cu (II) / Cu (I) para activar el peróxido de hidrógeno para su degradación.
• El uso de cálculos DFT para verificar los mecanismos de adsorción.
• Realización de experimentos de degradación en diversas condiciones y evaluación de la estabilidad y reutilización del catalizador.
• Análisis de los productos y vías de degradación utilizando el modelo de toxicidad UHPLC-MS y ECOSAR.

Principales resultados:

• Se logra una degradación de PBX superior al 90% en condiciones óptimas (pH 7,0, 12 mM H2O2, 0,1 g/L de catalizador).
• El catalizador demostró una alta actividad en un amplio rango de pH (4-9) y mantuvo el rendimiento durante cinco ciclos con una lixiviación mínima de cobre (<0,05 mg/L).
• Se observó una degradación efectiva del DTI (eliminación del 71,7%) y una reducción significativa de la toxicidad acuática de los productos de degradación.

Conclusiones:

• El catalizador desarrollado Cu ((II) / Cu ((I) @MWCNT proporciona un método efectivo y estable para la degradación de xantato a través de un mecanismo acoplado a redox.
• El catalizador muestra una excelente resistencia a las interferencias y una amplia aplicabilidad a los reactivos de flotación que contienen azufre.
• Este estudio ofrece una estrategia prometedora para el tratamiento de los efluentes industriales que contienen contaminantes a base de azufre a pH neutro.