Nanostructured MnO2 catalyst in E. crassipes (water hyacinth) for indigo carmine degradation

Abstract

Se estudió el uso de la materia seca del jacinto de agua (Eichhornia crassipes) como matriz-soporte para nano-MnO2 y su eficiencia en la eliminación de índigo carmín (IC). Se ensayaron diferentes procesos de pretratamiento y los resultados indicaron que un tratamiento previo ácido-alcalino es un método eficiente para unir las nanopartículas (NPs) a la matriz celulósica. Así mismo, las NPs de MnO2 se sintetizaron por reducción sonoquímica de MnO4- utilizando diferentes métodos (un sistema emisor de ultrasonido, baño de ultrasonido y reacción convencional con etanol como medio). El material sintetizado se caracterizó por ATR-IR, AAS, DRX, SEM, isotermas de adsorción de nitrógeno, EDS y pHpzc. Se exploró la capacidad de eliminación de IC por parte del material nanoestructurado y la naturaleza química de los productos de degradación en muestras acuosas. Se analizó el efecto de diversos parámetros tales como temperatura, pH, concentración inicial de IC, entre otros. Finalmente, el material nanoestructurado, obtenido con un baño de ultrasonido, mostró una eficiencia de 97,6% en la eliminación del color característico de IC en 5 min, sin perder la eficiencia en la degradación del colorante por varios ciclos consecutivos. A través de este enfoque, se pueden eliminar efluentes ambientalmente peligrosos provenientes de actividades comerciales como la industria textil, de manera eficiente y a un bajo costo, mediante el uso de materiales nanocompuestos biodegradables cuya síntesis es de fácil aplicación.