Resumen

Este trabajo analiza el efecto de la modificación de la química superficial de un carbón activado granular, CAG, por oxidación con ácido nítrico, CAG-N, y peróxido de hidrógeno, CAG-P en la adsorción de iones níquel desde solución acuosa.

Las muestras obtenidas se caracterizaron a través de diferentes técnicas; la química superficial se evaluó por determinaciones de acidez y basicidad total, punto de carga cero y espectroscopia IR, que muestran el efecto del agente oxidante. Los parámetros texturales, como área superficial BET y volúmenes de poro, se evaluaron mediante adsorción de gases. Los valores de área superficial BET de los sólidos se encuentran entre 816 y 876m²g^-1, adicionalmente se determinaron entalpías de inmersión de los carbones activados en agua y benceno.

Finalmente, los resultados experimentales de la adsorción desde solución se ajustaron a los modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson y Toth, y se encontró el mejor ajuste para este último. Los valores de la capacidad de adsorción determinadas por el modelo de Langmuir están entre 29,68 y 50,97 mgg^-1, lo que indica que la capacidad de adsorción depende, en gran medida, de la química superficial del sólido.

INTRODUCCIÓN

El níquel se clasifica como un residuo tóxico para humanos, plantas y animales; suele acumularse en los tejidos de los organismos y causa daños sistémicos ocasionando la aparición de gran cantidad de enfermedades. Para minimizar los efectos de los metales tóxicos considerados contaminantes prioritarios (1), en solución se han implementado técnicas de tratamiento de aguas residuales entre las que se encuentran la precipitación, el intercambio iónico, extracción con solventes y electrodeposición. Estas técnicas no son siempre eficientes, por tanto, la adsorción sobre sólidos porosos es una técnica alternativa a las antes mencionadas (2, 3).

El carbón activado es un adsorbente versátil debido a la posibilidad que se tiene para diseñar sus propiedades texturales y que, además, en una fase posterior, se pueden modificar sus propiedades químicas mediante tratamientos de impregnación u oxidación en fase gas o líquida; esto con el objetivo de aumentar la capacidad de adsorción, para considerar la importancia de las interacciones específicas de las sustancias en solución y los grupos funcionales sobre la superficie (3, 4). Tanto la textura como la química superficial del carbón activado son propiedades que influyen en la adsorción, en fase líquida, cuando el adsorbato es una especie cargada, como en el caso particular de los iones Ni(II); esto lleva al uso de técnicas de caracterización para estudiar la textura de los sólidos porosos como la fisisorción de nitrógeno y dióxido de carbono a 77 K y 273 K, respectivamente, que permite determinar el área superficial y volumen de poro (5) y otras que admiten caracterizar la química superficial como las técnicas volumétricas del método propuesto por Boehm (6), determinación de punto de carga cero (7) y la espectroscopia infrarroja.

• Materias:Soluciones (Química) Oxidación Carbón activado Adsorción
• Subjects:Solution (Chemistry) Oxidation Carbon activate Adsorption
• Palabras claves:Carbón activado granular; Química superficial; Grupos funcionales; Entalpía de inmersión; Adsorción de iones níquel (ii)
• Keywords:Granular activated carbon; Surface chemistry; Functional groups; Enthalpy of immersion; Ion nickel (ii);