Cinética de adsorción de biocompuestos de alginato de calcio/bentonita

MÓNICA ALEJANDRA MORANT; MARIO HUMBERTO RODRIGUEZ; MARIO D. NINAGO

San Rafael

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas CLICAP 2022; 2022

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria

Algunos procesos industriales pueden ocasionar problemas ambientales y de salud cuando sus residuos son vertidos sobre efluentes acuosos. Por ello, es necesario desarrollar materiales adsorbentes de bajo costo que sean fáciles de implementar utilizando tecnologías sustentables y amigables con el medio ambiente. Dentro de este contexto, las bentonitas han demostrado tener una elevada capacidad para adsorber una amplia variedad de metales pesados y colorantes. Sin embargo, cuando las partículas entran en contacto con el agua, forman suspensiones coloidales estables que producen arrastre y grandes pérdidas de carga en los sistemas de filtración. Por lo tanto, el entrampamiento de las mismas dentro de estructuras de mayor tamaño, facilitaría su recuperación y rehúso. Además, para evaluar el correcto desempeño de un material, que se espera pueda ser empleado en la remoción de contaminantes, es necesario determinar su cinética de adsorción. Así, mediante el uso de modelos matemáticos podemos relacionar la cantidad de analito que permanece en disolución cuando se alcanza el equilibrio, a una temperatura constante. En este trabajo, se reportan los resultados del estudio cinético comparativo de adsorción para una bentonita natural y biocompuestos de alginato de calcio/bentonita. Los hidrogeles se prepararon por gelación externa a partir de soluciones acuosas de alginato de sodio al 5% (m/v) con 5 y 10% (m/m) de carga mineral, empleando una solución de CaCl2 (2,5% m/v), como agente entrecruzante de las cadenas de alginato. Para determinar las propiedades adsortivas de los biocompuestos y la arcilla, se llevaron a cabo ensayos en batch por contacto directo del hidrogel de alginato de calcio, bentonita y los biocompuestos de alginato, con 15 mL de soluciones de azul metileno de diferente concentración (0,9 a 3 mg/L). La capacidad de adsorción se evaluó luego de 32 horas de contactosiguiendo la metodología de trabajo reportada en la literatura. La cantidad de adsorbato removido por el adsorbente se determinó a una longitud de onda de 664 nm, por espectrofotometría UV-Vis. Se emplearon los modelos de Freudlich y Langmuir para describir el comportamiento de adsorción de los biocompuestos sintetizados, permitiendo optimizar el uso de los adsorbentes ya que describen la interacción con el adsorbato. A partir de los ensayos de adsorción se encontró además, que los hidrogeles de alginato fueron capaces de remover el 59,3% del colorante, mientras que los biocompuestos con 5 y 10% de relleno, eliminaron 99,1 y 99,5% del azul de metileno presente en la solución, respectivamente; evidenciando la efectividad de los materiales obtenidos. Por otra parte, los datos experimentales se ajustaron correctamente al modelo de la isoterma de Freundlich con R2>0,99 y valores de n entre 1 y 10, demostrando que la remoción resulta favorable y está asociada a fenómenos de adsorción heterogénea en multicapa.