Diseño de nanopartículas magnéticas con actividad tipo Fenton para aplicaciones en remediación ambiental

Las nanopartículas (NPs) de óxido de hierro presentan actividad tipo Fenton, generando especies reactivas de oxígeno (ROS) como radicales hidroxilo (·OH) e hidroperoxilo (·OOH) al descomponer H₂O₂, capaces de degradar compuestos recalcitrantes con potencial aplicación en remediación ambiental. Además, su carácter magnético permite separar y reutilizar el catalizador, reduciendo costos y residuos. En este trabajo estudiamos la actividad catalítica de nanopartículas de ferrita (MFe₂O₄) en función del catión dopante (M = Zn, Cu, Mn). La formación de radicales se evaluó mediante EPR usando DMPO como spin-trap. Los resultados muestran una relación entre el dopante y la producción de ROS: las ferritas sin dopar y dopadas con Cu generan principalmente ·OH, las dopadas con Mn producen ·OOH y al dopar con Zn se inhibe la actividad catalítica.

Numerosos efluentes industriales se descargan a temperaturas elevadas, por ello estudiamos el efecto de la temperatura en la actividad de NPs de ferritas de cobre. Para ello realizamos ensayos colorimétricos usando azul de metileno como compuesto modelo, monitoreando su degradación en presencia del catalizador y H₂O₂ a diferentes temperaturas. A alta temperatura, los sistemas sin dopar pierden actividad por oxidación de Fe²⁺, mientras que el Cu incrementa la producción de ·OH. Finalmente, evaluamos su desempeño en la degradación de vinaza, un efluente generado durante la destilación de bioetanol, verificando que las NPs pueden recuperarse magnéticamente y reutilizarse por varios ciclos sin pérdida significativa de actividad. Los resultados confirman la eficacia de los catalizadores bajo condiciones reales, destacando su potencial en el tratamiento de aguas residuales industriales.