Adsorción de Cobre en Solución Acuosa utilizando Nano-Montmorillonitas

A.M. FERNÁNDEZ SOLARTE; R.M. TORRES SÁNCHEZ; J.H. MAGGI

CABA

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

ResumenGran parte de la contaminación ambiental está asociada a diferentes procesos de los sectores industrial y minero, los cuales generan efluentes con contenidos de metales tóxicos como plomo, mercurio, cadmio, cobre y cromo, contaminando el ambiente. Estos metales permanecen en aguas y suelos, pudiendo alcanzar poblaciones aledañas a las zonas de derrame y que en particular para el cobre debido a su acumulación puede provocar daños en su salud. Una de las vías de remoción de los metales pesados de suspensiones, es a través de adsorciones lo cual ha generado un gran interés científico en el desarrollo de materiales adsorbentes. La montmorillonita (MMT) es usada en un amplio rango de aplicaciones como adsorbente1 por su bajo costo y propiedades superficiales. Se caracteriza por exhibir carga eléctrica superficial negativa debido al ordenamiento estructural a nivel cristalográfico, además posee superficie específica y capacidad de intercambio catiónico (CIC) elevadas. Dichas propiedades pueden ser mejoradas mediante la incorporación de aminas cuaternarias en la intercapa a través de reacciones de intercambio iónico, o mediante la adsorción sobre la superficie de la arcilla.El objetivo de este trabajo es evaluar nano-montmorillonitas (OMMTs) obtenidas a partir de la modificación de MMT con dos porcentajes de intercambio de hexadeciltrimetilamonio (HDTMA): 50 y 100% de la CIC (identificadas como MH0,5 y MH1, respectivamente), con el fin de ser usadas como materiales adsorbentes de iones cobre. Las OMMTs y sus productos de adsorción de cobre, fueron caracterizadas por análisis térmicos (DTG-TG) y difracción de rayos X (DRX). Los experimentos de adsorción se realizaron usando una concentración de 2 gr/L de adsorbente, un rango de concentración de Cu de 3 a 30 ppm y determinando el Cu por espectrometría de absorción atómica (AAS).  Los resultados obtenidos por DTG/TG de las OMMTs evidenciaron distinta adsorción de HDTMA en la intercapa y en la superficie de la arcilla, con un menor porcentaje de iones Na+ de la intercapa, respecto a la MMT. En particular, la MH1 presento mayor adsorción en la superficie externa que la MH0,5, lo cual genera una superficie más homogénea para la posterior adsorción de cobre. La incorporación de cobre generó en ambas muestras una mayor liberación de Na+ que la evidenciada en las OMMTs. Los DRX reflejaron un mayor ensanchamiento de la intercapa medida por el corrimiento de los picos d001 a 1,56, 1,62 y 1,82 nm para MMT-Cu, MH0,5-Cu, y MH1-Cu, respectivamente. Evidenciando la incorporación de cobre en la intercapa de la OMMTs. Las isotermas de adsorción fueron ajustadas mediante los modelos de adsorción de Langmuir (sitios homogéneos) y Freundlich (sitios heterogéneos). La muestra MH0,5-Cu presentó un coeficiente de correlación R2= 0,961 para el modelo de Freundlich, mientras que la muestra MH1-Cu un R2= 0,924 para el modelo de Langmuir. Estos resultados guardaron coherencia con los resultados de DTG.