Adsorción de contaminantes emergentes con carbón micro-mesoporoso derivado de un composito cerámico

BURSZTYN FUENTES, AMALIA LARA; SCIAN, ALBERTO N. ; LOMBARDI, BÁRBARA; BENITO, DAMIÁN

Rosario

Congreso; 4º Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica; 2019

IFIR, UTN San Nicolás, ATAC

Los fármacos y productos de cuidado personal, conocidos como contaminantes emergentes, son compuestos que han generado preocupación en las últimas décadas por encontrarse presente en cursos de aguas naturales. Si bien se encuentran en bajas concentraciones, usualmente trazas de ellos, y no hay niveles guías en aguas, crecen los trabajos donde se estudian los efectos de los mismos en la salud humana y el ambiente. Entre los distintos contaminantes, el paracetamol resulta relevante ya que es un medicamento utilizado a nivel mundial por sus efectos antipiréticos y analgésicos y, además, es de venta libre. Asimismo, funciona como molécula modelo ya que posee una estructura molecular simple con altas densidades de cargas negativas dadas por sus dos grupos funcionales, un fenol y una amida secundaria. Las nubes de electrones correspondientes a los átomos de dichos grupos, hacen que ésta droga sea afín para interactuar con la superficie del carbón.En este trabajo se estudió la capacidad de adsorción de carbones para moléculas contaminantes, siendo el principal interés, la adsorción de paracetamol presente en agua utilizando un carbón derivado de un composito cerámico (C6-150) y se lo comparó con un carbón activado comercial (CA). Para ello, se sintetizó el material compuesto denominado SC6-150 y por medio de ataque con HF se aisló la red carbonosa denominada C6-150. La caracterización de esta fase arrojó una superficie BET de 895m2/gr, una distribución bimodal de tamaños de poros con diámetros de 9,5 nm y 28 nm y un volumen total de poro de 2,10 cm3/g. El carbón comercial posee una distribución de poro con diámetro medio de 2nm y una superficie aproximada de 1000 m2/gr.Para evaluar la capacidad de adsorción de los carbones se hicieron ensayos cinéticos y termodinámicos en sistemas batch a escala laboratorio, para los cuales se colocaron 10 mg de material en contacto con 10 ml de solución 10 ppm de paracetamol y se registró la concentración del contaminante en el sobrenadante en función del tiempo utilizando un espectrofotómetro UV-visible (λ = 243 nm). Para las isotermas (25 ºC) se colocaron 10 mg de material en contacto con 10 ml de solución de concentración inicial variable (5-150 ppm) y se cuantificó la concentración remanente a las 24 horas, garantizando haber alcanzado el equilibrio. A los datos obtenidos de los ensayos cinéticos se les ajustó un modelo de pseudo-segundo orden. Además, las cinéticas arrojaron tiempos de vida media de reacción de 49,6 minutos para CA y 5,9 minutos para C6-150. En lo que respecta a las isotermas de adsorción, se ajustaron los modelos de Langmiur y Freundlich a los datos obtenidos y se estimó la capacidad máxima de remoción (qm) para ambos materiales. El carbón C6-150, obtenido a partir de un composito cerámico, demostró superar en tiempo y capacidad de adsorción de paracetamol al carbón activado comercial.