Remoción del colorante reactive Red 195 por adsorción en partículas de quitosano modificado.

PEREZ CALDERON J.; SANTOS M.V,; ZARITZKY NOEMI.

La Plata ,Pcia de Buenos Aires

Jornada; QUINTAS JORNADAS DE INVESTIGACIÓN, TRANSFERENCIA y EXTENSIÓN de la FACULTAD DE INGENIERÍA, UNLP; 2019

Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata

La producción mundial de los colorantes sintéticos se estima que es aproximadamente de 1.6 millones de toneladas, estos compuestos químicos son usados en varias actividades como la industria textil y papelera, su uso genera una gran cantidad de efluentes los cuales deben tratarse. Dentro de los colorantes sintéticos se encuentra el Reactive Red 195, este se caracteriza por ser un colorante reactivo azoico. Los colorantes azoicos poseen grupos azo y sulfonados, confiriéndoles características aniónicas. El tratamiento de estos efluentes mediante adsorción tiende a la utilización de diferentes materiales como los bio-adsorbentes. Algunos materiales bioadsorbentes se pueden elaborar a base de quitosano, este es biopolímero biodegradable, se obtiene de residuos de crustáceos. La presencia de grupos amino libres le confiere un carácter de polielectrolito catiónico natural.Los objetivos del trabajo son: (a) sintetizar partículas porosas esféricas de quitosano (EQ) a través de la técnica de coacervación en medio alcalino; (c) caracterizar la microestructura del material obtenido; (b) determinar el porcentaje de remoción (%RM) de las EQ para la adsorción del colorante Reactive Red 195 (RR-195) variando condiciones de ensayo; (c) evaluar la capacidad adsorbente de EQ en sistemas con presencia de RR-195 y modelar las correspondientes isotermas; (d) calcular los parámetros termodinámicos del proceso, (e) determinar la cinética de adsorción del proceso; (f) caracterizar las interacciones presentes en el proceso de adsorción usando diferentes técnicas como la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica e barrido (SEM) acoplada a detector de rayos-X (EDS) y potencial Z. (g) Estudiar el proceso de desorción y regeneración del biomaterial. El diámetro medio de las EQ obtenidas fue de 1.87 mm. A partir de micrografías SEM se caracterizó la morfología superficial de las EQ, y usando porosimetría de inclusión de N2 se determinó que la distribución de tamaño de poro fue de 20.07 nm. El mayor %RM (84.5%) se registró a pH=4 partiendo de una concentración inicial de 100 ppm del colorante. Mediante regresiones no-lineales se ajustaron los modelos matemáticos correspondientes a las isotermas y cinéticas de adsorción calculando en cada caso el error porcentual absoluto medio (%e), distribución chi-cuadrado (χ2) y coeficiente de determinación (R2). Se obtuvieron isotermas de adsorción a distintas temperatura (25,35 y 45ºC), para el caso de 45 ºC la capacidad máxima de adsorción (Qmax) fue de 82.1 mg/g; el modelo que mejor ajustó fue el Redlich-Peterson. A partir de las isotermas se obtuvieron los siguientes parámetros termodinámicos: ΔH=20.KJ/mol; ΔG a 45ºC=-12.10KJ.mol y ΔS=0.10KJ/mol.K. El modelo que mejor ajusto para la cinética de adsorción fue el mixto de difusión y adsorción (MSR-DK). El %RM alcanzado fue mayor al 80% luego de 10 horas, lo cual indica que las EQ lograron reducir apreciablemente la concentración de colorante a tiempos de proceso adecuados para la industria. Los experimentos de desorción/regeneración demostraron que EQ pueden ser usadas en múltiples ciclos de desorción/adsorción. Por todo lo anterior se comprobó que las EQ son excelente adsorbentes con capacidad de remoción de colorantes azoicos.