Efecto del método de síntesis de hidrotalcitas con Ni²⁺como catalizadores Fenton heterogéneos en la oxidación de fenol

El presente trabajo tiene como objetivo estudiar el efecto del método de síntesis de hidrotalcitas a base de Ni²⁺en su potencial catalítico durante la oxidación de fenol acuoso con la ayuda de peróxido de hidrógeno. Para ello, se sintetizaron series de hidrotalcitas con Ni, Mg y Al en su estructura por lo métodos de co-precipitación e hidrólisis de urea. Los materiales resultantes fueron caracterizados por técnicas de difracción de rayos-X, espectroscopía infrarroja y microscopía electrónica de barrido, confirmando la estructura típica de las hidrotalcitas. Las series de materiales fueron evaluadas como catalizadores en la degradación de fenol con la ayuda de H₂O₂, encontrándose que los sólidos obtenidos por hidrólisis de urea son solamente activos en la reacción modelo. La formación de fases α-Ni(OH)₂ y Takovita por hidrólisis de urea permite generar las condiciones adecuadas para que la degradación de fenol se lleve a cabo mediante un proceso Fenton heterogéneo.The aim of this work is to elucidate the effect of the method used to synthesize Ni²⁺ based hydrotalcites on their catalytic potential in the oxidation reaction of aqueous phenol with hydrogen peroxide. In this way, a series of hydrotalcites with Ni, Mg and Al in their structure were prepared by co-precipitation and hydrolysis of urea. The resulting materials were characterized by means of X-ray diffraction, infrared spectroscopy and scanning electron microscopy techniques which confirmed the characteristic structure of hydrotalcites. The series of materials obtained by coprecipitation and hydrolysis of urea were assessed as catalysts in the phenol degradation reaction with hydrogen peroxide. It was found that the solids prepared by hydrolysis of urea were only actives in the model reaction. The formation of α-Ni(OH)₂ and Takovite during the homogeneous precipitation of the metal precursors (hydrolysis of urea) set the right conditions to degrade phenol over a heterogeneous Fenton process

Hidrotalcitas a base de cobre como reactivos tipo Fenton en la oxidación húmeda con H₂O₂ para la degradación de fenol

Hidrotalcitas a base de cobre fueron utilizadas como reactivos tipo Fenton en la oxidación húmeda con peróxido de hidrógeno para la degradación de fenal. Los resultados de las oxidaciones muestran que el utilizar otro metal aparte del cobre (i.e. Ni ó Co) en la formulación del catalizador, conlleva a una sinergia en los sistemas de hidrotalcitas aniónicas cuaternarias resultantes, Cu-Ni-Mg-Al-CO₃(OH) y Cu-Co-Mg-Al-CO₃(OH), lo cual tienen un marcado efecto en la actividad catalítica del sólido. La formulación del catalizador a base de hidrotalcita de Cu-Co-Mg-Al permite obtener un 72% de conversión de fenal a los 30 minutos de reacción bajo las condiciones de operación establecidas. Aunque las hidrotalcitas de Cu-Ni-Mg-Al fueron efectivas en la oxidación, rindieron sólo 53% de conversión de fenal. Únicamente cuando se utiliza hidrotalcita de Cu y H₂O₂ en conjunto se hace evidente el papel de reactivo tipo Fenton, lo cual es el tema central del presente trabajo.Based-copper hydrotalcites were used as Fenton-type reagents in the catalytic wet oxidation with hydrogen peroxide, using the degradation of phenol as a model reaction. The catalytic results show that when using a different metal in combination with Cu (i.e. Ni or Co) during the synthesis of the catalyst, it appears a synergetic effect of the various metals constituting the quaternary hydrotalcites systems, Cu-Ni-Mg-Al-CO₃(OH) or Cu-Co-Mg-Al-CO₃(OH), which has a remarkable effect in the catalytic activity of the resulting salid. The formulation of the hydrotalcite-based catalyst containing Cu-Co-Mg-Al allows to attain a 72% conversion of phenol at 30 minutes of reaction under the operational conditions stablished. Although the hydrotalcites containing Cu-Ni-Mg-Al were effective in the oxidation reaction, they led to 53% conversion of phenol. Only when using basedcopper hydrotalcite and hydrogen peroxide in combination, the Fenton-like reagent role is evidenced in the phenol degradation, which is the main subject ofthis work