Uso de materiales nano porosos de bajo costo para la remoción de colorantes en las aguas residuales a partir de cascaras de toronjaCurso: Operaciones Unitarias IIPonente: Darío Alejandro Trujillo Arriaga

Miércoles, 5 de Octubre

• “Use of low cost nano-porous materials of pomelo fruits peel wastes in removal of textile dye”

• M. Jayarajan, R. Arunachalam y G. Annadurai

• División de Nanotecnología Medioambiental, Centro de Ciencias Medioambientales de la Universidad Manonmaniam Sundaranar, Temil Nadu, India

• Publicado en Research Journal of Environmental Sciences, volumen 5, pag. 434-443 del año de 2011

CONTENIDO• Introducción•Materiales y Métodos• Resultados• Conclusión

INTRODUCCION

• Los colorantes son ampliamente usados en las industrias textiles, plásticos, de papel, cosméticos.

• La industria textil ocupa el primer lugar en el uso de colorantes.

• El agua residual procedente de estas industrias a menudo contienen disueltas colorantes que por su naturaleza química, son toxicas, cancerígenas y mutagenicas y pueden causar afecciones a la salud.

• El colorante disuelto afecta la actividad fotosintética en el medio acuático, así como reduce la penetración de la luz a través de esta.

• Afecta a la vida marina ya que pueden contener grupos funcionales venenosos, como grupos aromáticos, metales y halógenos (Cl, F, I, Br)

• La remoción de estos compuestos es el principal problema de estas industrias ya que no son baratos a la hora de remoción.

• Los tratamientos tradicionales usados en la separación de estos incluyen:

• Dado al alto costo de estos procesos, a sus posibles subproductos peligrosos y el consumo energético, el tratamiento por adsorción es el mas conveniente.

Coagulación UltrafiltraciónAplicación de Ozono Oxidación

Sedimentación Osmosis InversaFlotación Precipitación

• El carbón activado es el adsorbente mas usado actualmente dada su eficiencia y su practicidad.

• Actualmente, hay numerosas opciones de bajo precio de adsorbentes comerciales así como lo son silica gel, cenizas, zeolitas, arcilla, fibras de coco, vainas de sorgo, deshechos de algodón, deshechos de fibras de madera y celulosa basadas en cascaras de naranja, plátano, limón y lichi (alupag)

MATERIALES Y METODOS

• CASCARA DE NARANJA: Esta se preparo cortandola, triturandola, y lavandola con agua desionizada para quitar impurezas como tierra y secadas por 48hrs a 40ºC en un horno convectivo de aire para despues formar particulas de aproximadamente .84mm

• ROJO CONGO: Comprado en Merck Co. y es de los mas usados en la industria para un rojo intenso

Rojo Congo (CR)

Cascaras de Toronja

• Para determinar la concentración a la salida del adsorbedor experimental, se hizo previamente una curva de calibración mediante un espectrofotómetro UV/Visible y par ajustar el pH de la solución se adiciona HCl o NaOH.

• Para los estudios de adsorción, previamente se realizo una solución de CR disolviéndolo en agua desionizada a la concentración requerida.

• Una porción de las partículas de toronja y varias concentraciones iniciales que van desde los 20 a 120 mg/L se pusieron en contacto en un recipiente y se dejaron 24hrs para alcanzar el equilibrio (según estudios previos).

• El diseño de este experimento se realizo cambiando 3 parámetros a 3 valores.

Temperatura (ºC) pH Dosis del adsorbedor (g/L)

30 5.99 5.99

40 6.72 6.72

60 8.73 8.73

• En este experimento se recolectaron las muestras a tiempos preestablecidos y se utilizo la siguiente formula para determinar la cantidad adsorbida de CR a cualquier tiempo qt (mg g-1)

qt = (C0 – Ct) × V ⁄ M

Donde C0 (mg L-1) y Ct (mg g-1) son las concentraciones iniciales y a cualquier tiempo respectivamente, V (L) es el volumen de la solución y M es la dosis del adsorbente en la solución (g L-1)

• La cantidad de masa adsorbida en la cascara fue calculada por una relación de masas como se muestra:

Donde qe esta en (mg g-1), K es la capacidad de adsorción, b es la energía de adsorción, Ce es la concentración adsorbida

RESULTADOS

• En las siguientes graficas se puede apreciar como es el cambio en la concentración adsorbida cambiando los parámetros a interés y vemos que cada parámetro tiene su influencia especifica y afecta de cierta forma tanto a la afinidad del adsorbato y del adsorbente

Para hacer aplicable el modelo de adsorción es necesario comprobar su linealidad de la siguiente forma:

Los resultados en esta investigación precisamente arrojaron dichas aproximaciones con un valor de R2 cercano al 95% por lo tanto esta isoterma de Langmuir es aplicable y el adsorbente presenta este comportamiento

CONCLUSIONES

Los estudios se investigaron en procesos Batch y en equilibrio y se encontró que el colorante CR y su isoterma de adsorción obedece mas el comportamiento de Langmuir, formándose una mono capa como lo dice el modelo.

Se determino que la razón de adsorción fue razonablemente grande (g L-1)

Dosis de adsorbente 1.049 Temperatura 1.081pH 1.270

La capacidad de adsorción de la mono capa varia entre 1.08-.75 mg g-1

GRACIAS POR SU ATENCIÓN