Procese de oxidare avansată a colorantului Roșu Direct 81. Optimizarea parametrilor fizico-chimici şi mecanisme competitive în prezenţa unui fenolul [Articol]

Abstract

Studiul investighează degradarea colorantului azoic Roșu Direct 81 (RD81) prin procesul Fenton, cu accent pe optimizarea parametrilor operaționali și efectele mecanismelor competitive. Au fost evaluate influențele pH-ului (2,5–4,0), concentrațiilor de Fe²⁺ (2,8–11,2 mg/L) și H₂O₂ (17–102 mg/L), precum și prezența acidului galic (0–10 mg/L). Cinetica procesului este descrisă adecvat de un model de pseudo-ordin I (R² ≥ 0,98), presupunând o stare cvasi-staționară a radicalilor hidroxil. Condițiile optime (pH 2,5; [Fe²⁺]0 = 5,6 mg/L; [H₂O₂]0 = 102 mg/L) conduc la o eficiență de degradare de 99,4% în 60 min. Acidul galic manifestă un efect inhibitor pronunțat, reducând eficiența până la 9,2% (10 mg/L), prin captarea radicalilor • OH și complexarea ionilor de fier. Rezultatele evidențiază rolul competiției pentru speciile reactive în sisteme multicomponente.

This study investigates the degradation of the azo dye Direct Red 81 (DR81) via the Fenton process, focusing on operational parameter optimization and competitive reaction mechanisms. The effects of pH (2.5–4.0), Fe²⁺ concentration (2.8–11.2 mg/L), H₂O₂ (17–102 mg/L), and gallic acid (0–10 mg/L) were evaluated. The degradation kinetics follows a pseudo-first-order model (R² ≥ 0.98), assuming a quasi- steady-state concentration of hydroxyl radicals. Optimal conditions (pH 2.5; Fe²⁺ 5.6 mg/L; H₂O₂ 102 mg/L) yielded 99.4% removal within 60 minutes. Gallic acid exhibited a strong inhibitory effect, decreasing efficiency to 9.2% at 10 mg/L due to hydroxyl radical scavenging and iron complexation. The results highlight the critical role of competitive interactions for reactive species in multicomponent aqueous systems.