Optimización estadística de la capacidad de adsorción de AM en carbones activados con KOH a partir de restos de poda de olivo: diseño experimental

SUSANA ACOSTA; ARMINDA MAMANÍ; FABIANA SARDELLA; JOSUÉ CASTILLA

San Luis

Encuentro; VIII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2018

Comité organizador del VII EFyQS- INFPAP-CONICET-UNSL

En la actualidad hay muchos desafíos para preservar los recursos naturales de la conocida contaminación ambiental. Los colorantes en los efluentes industriales se están convirtiendo en una de las principales fuentes de contaminación del agua y representan una gran preocupación ambiental[1]. Hay variedad de tecnologías que se usan para el tratamiento de estos efluentes, entre estos, la técnica de adsorción es la más útil y factible debido a sus excelentes propiedades[2]. En el campo de los materiales adsorbentes se han ensayado una gran cantidad, entre los más sustentables están los carbones activados a partir de residuos lignocelulósicos[3]. Los restos de poda de olivo son residuos que se generan constantemente en la región de cuyo debido a la fuerte actividad olivícola y hoy en día no existen alternativas ambientales para su disposición final.Este trabajo presenta la optimización estadística de las condiciones de activación de restos de poda de olivo con KOH para su aplicación como adsorbente de azul de metileno (AM), mediante un diseño experimental central compuesto. El precursor fue carbonizado por dos horas a 500°C en reactor de acero inoxidable calefaccionado eléctricamente, luego fue sometido a las diferentes condiciones de activación según la matriz del diseño experimental. Los factores estudiados fueron relación de impregnación (RI), tiempo, temperatura y como variable respuesta se midió la capacidad de adsorción de AM para cada carbon. Se establecieron dos niveles para la variación de los factores, la RI vario de 2 a 6, el tiempo de 45 minutos a 120 minutos y la temperatura desde 650°C a 950°C. Luego de la activación los productos de descarga fueron lavados con una solución de HCl 0,5 M y con agua destilada hasta llegar a un pH entre 6 y 7. Los carbones activados fueron evaluados como adsorbentes realizando ensayos de adsorción de azul de metileno, se trabajó a 25°C y 1 atmosfera de presión, poniendo en contacto 50 mg de carbón activado con 50 ml de solución de 400 ppm de adsorbato en agitación por 30 minutos. La concentración de colorante, después de la adsorción fue determinada a 665nm en un espectrofotómetro de doble haz Mapada UV-6100PC. La cantidad de AM adsorbida (q, mg/g) se calculó por la diferencia entre la concentración final e inicial considerando la relación carbon/solución de adsorbato. Además los carbones activados fueron caracterizados mediante su área superficial específica y porosidad, calculada a partir la isoterma de adsorción de Nitrógeno a 77K.El análisis de varianza del diseño experimental indicó que las variables influyentes en la activación son la RI y la temperatura. El valor de R2=92,76% indica que sólo el 7,24% de los resultados obtenidos son atribuibles al azar, siendo el resto explicado por la variabilidad de las condiciones de activación. El alto valor de R2 ajustado=76,84% marca la independencia entre los factores estudiados. Los valores de área superficial varían desde 800 a 3500 m2/g con preponderancia de microporos. El 76% de los carbones del diseño adsorbieron casi el 100% de colorante, siendo 399,85 mg de AM por gramo de carbon la máxima capacidad de adsorción desarrollada, lo que concuerda con el porcentaje de microporos y mesoporos de cada adsorbente. Los resultados obtenidos prueban una potencial aplicación de estos carbones para la adsorción de moléculas colorantes con características similares al AM en fase liquida, dando a partir de un residuo lignocelulósico una solución para tratar efluentes textiles, lo que podría considerarse como un gran aporte a la sustentabilidad regional.