Resumen

Se sintetizó zeolita X a partir de arcilla utilizando el método de fusión alcalina y tratamiento hidrotérmico para eliminar Pb(II) en soluciones acuosas. La arcilla y la zeolita se caracterizaron por difracción y fluorescencia de rayos X (XRD, FRX), así como por área específica (SSA). Los adsorbentes se prepararon como extruidos cilíndricos usando arcilla y una combinación de arcilla-zeolita(60-40 %, respectivamente). Se estudiaron los efectos del pH, la isoterma y cinética de adsorción en la remoción de Pb(II) ensoluciones de 80 mg Pb(II)/L. Fue posible obtener zeolita X a partir de la arcilla, con una SSA de 376 $m^2/g$​, 30 veces mayor que la dearcilla (12 $m^2/g$​). En el extrudado combinado estuvo presente la estructura zeolítica, con una SSA 12 veces mayor comparado con el extruido de arcilla. La capacidad de adsorción, a 30 °C y relación V/m de 1 g/L, es casi el doble comparada con el extruido d earcilla (24 mg Pb(II)/g frente a 13 mg de Pb(II)/g). La adsorción sigue la cinética de segundo orden, y la ecuación de isoterma de Langmuir mostró un buen ajuste con los datos experimentales de equilibrio para los dos extruidos. Los modelos de Webber-Morris y Bangham-Burt sugieren que la difusión en la película y en los poros influye en el mecanismo cinético.

INTRODUCIÓN

El plomo (Pb) es un elemento natural de la corteza terrestre presente en el aire, el agua y el suelo. Debido a sus características únicas, los seres humanos han utilizado el plomo en diferentes productos manufacturados que se han convertido en sus principales fuentes antropogénicas, como la gasolina con plomo, pinturas, cerámicas, soldaduras, tanques de agua, tintes para el cabello, cosméticos, aviones, maquinaria agrícola, blindaje para máquinas de rayos X, etc. (Boskabadyet al., 2018). Sin embargo, el plomo también es un contaminante ambiental y un metal tóxico no biodegradable, con efectos tóxicos bien conocidos (Poma, 2008), por lo que supone un riesgo para la salud pública y, en consecuencia, la organización mundial de la salud, así como otras organizaciones internacionales, han establecido un límite de Pb(II) para el agua potable de 0,01 mg Pb(II)/L (Uddin, 2017).

Para detener la liberación de Pb(II) en el medio ambiente y mejorar la salud pública, es necesario eliminar el Pb(II) de las aguas residuales industriales.  Hoy en día es común utilizar un gran número de técnicas para este fin, incluyendo el intercambio iónico, la ósmosis inversa, la precipitación y la adsorción (Carolin, Kumar, Saravanan, Joshiba y Nau-shad, 2017).  La adsorción es una técnica de separación eficiente que se ha utilizado durante mucho tiempo para eliminar iones de metales pesados. En soluciones acuosas, se ha reportado una amplia variedad de adsorbentes sólidos, tales como zeolitas naturales (Belova, 2019), bentonita (Ramola, Belwal, Li,Wang, y Zhou, 2020), cáscara de yuca (Albis, 2016), carbón activado (Zafarzadeh, Sadeghi, Golbini-Mofrad, y Beirami,2018), nanotubos de carbono (Wang, Zhou, Peng, Yu, y Yang,2007) o monolitos de arcilla (Ahrouch, Gatica, Draoui, Bellido, y Vidal, 2019), entre otros.

• Materias:Soluciones acuosas Rayos X Arcilla Zeolitas
• Subjects:Aqueous solution X-ray Clay Zeolites
• Palabras claves:remoción de Pb(II), metales pesados, fusión alcalina, síntesis de zeolita
• Keywords:Pb(II) removal, heavy metals, alkaline fusion, zeolite synthesis