Evaluation of heterogeneous catalytic ozonation process for diclofenac degradation in solutions synthetically prepared
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Resumen en inglés
Sodium diclofenac (DCF) is a common analgesic and anti-inflammatory drug. Due to its growth and accumulation into water bodies, it has become an environmental problem. In this work, technical and analytical DCF mineralization by means of heterogeneous catalytic ozonation was studied. The process was carried out with magnetite (Fe₃O₄) as a catalyst, which preserved its physical and chemical properties during the process. The best results of mineralization were obtained after a 40-minute treatment of a 35 mg/L analytical DCF solution, with a 0.5 g/L catalyst concentration. These results showed the highest organic load decrease, measured as dissolved organic carbon (DOC) and chemical oxygen demand (COD), with 94% and 89%, respectively. In addition, the percentage of organic load decrease was compared between the conventional and the catalyzed process. Besides, reaction products were identified by Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS), and the catalytic properties were identified by Mössbauer spectroscopy, which showed the catalyst maintained its nature after the process. Finally, the results obtained show that the heterogeneous catalytic process could be an efficient degradation treatment for emerging contaminants such as DCF.
Resumen en español
El diclofenaco de sodio (DCF) es un analgésico y antiinflamatorio común que, debido a su creciente presencia y acumulación en los cuerpos de agua, se ha convertido en un problema ambiental. En este trabajo se estudió la mineralización técnica y analítica del DCF mediante ozonización catalítica heterogénea. El proceso se llevó a cabo utilizando magnetita (Fe₃O₄) como catalizador, la cual conservó sus propiedades físicas y químicas durante el tratamiento. Los mejores resultados de mineralización se obtuvieron tras 40 minutos de tratamiento de una solución analítica de DCF de 35 mg/L, con una concentración de catalizador de 0.5 g/L. Estos resultados mostraron la mayor disminución de carga orgánica, medida como carbono orgánico disuelto (DOC) y demanda química de oxígeno (DQO), con reducciones del 94% y 89%, respectivamente. Además, se comparó el porcentaje de disminución de carga orgánica entre el proceso convencional y el catalizado. Los productos de reacción se identificaron mediante Cromatografía de Gases–Espectrometría de Masas (GC-MS) y las propiedades catalíticas se analizaron mediante espectroscopía Mössbauer, la cual confirmó que el catalizador mantuvo su naturaleza después del proceso. Finalmente, los resultados obtenidos muestran que el proceso catalítico heterogéneo puede ser un tratamiento eficiente para la degradación de contaminantes emergentes como el DCF.