Impacto del tratamiento con ozono sobre las propiedades superficiales del carbón activado

Impact of ozone treatment on activated carbon surface properties

El uso conjunto de ozono y carbón activado para tratar efluentes tóxicos ha sido demostrado recientemente.Sin embargo, existen dudas acerca del efecto del ozono sobre las propiedades del carbón activado. Eneste artículo se presentan resultados sobre la modificación de las propiedades superficiales de un carbónactivado comercial por la acción del ozono durante diferentes tiempos de exposición. Las propiedadesquímicas superficiales del carbón activado fueron evaluadas utilizando las técnicas de neutralizaciónselectiva, desorción térmica programada (DTP) y el pH del punto de carga cero. Las característicastexturales fueron evaluadas mediante microscopía electrónica de barrido. El área superficial aparente, elvolumen de microporos y mesoporos fueron obtenidos a partir de las isotermas de adsorción de nitrógenoa 77 K. Las propiedades adsortivas fueron caracterizadas por el índice de adsorción de azul de metileno.Los resultados demuestran que los grupos superficiales oxigenados presentes en el carbón activado semodifican producto del tratamiento con el ozono. A mayores dosis de ozono, el carbón sufre mayoroxidación y se incrementan los grupos ácidos en especial los grupos carboxílicos, mientras que el pH depunto de carga cero disminuye. El área BET, así como el volumen de microporos disminuyen al igualque el poder de adsorción de azul de metileno.

INTRODUCCIÓN

El carbón activado ha sido usado ampliamente como poderoso adsorbente en el tratamiento de aguas y gases. Recientemente se ha dado énfasis a la reactividad química de la superficie del carbón activado, ya que se ha demostrado que estos carbones catalizan varias reacciones de oxidación, reducción, halogenación, deshidrogenación, polimerización y sustitución nucleofílica, entre otras [1-5]. Se ha reportado que la reactividad de los carbones está directamente relacionada con sus propiedades químicas. Los grupos carboxílicos, radicales libres hidroquinónicos, quinonas, iones metálicos e impurezas nitrogenadas serían responsables de algunos aspectos de la reactividad química hacia sustratos orgánicos [1].

La utilización combinada de ozono y carbón activado en un mismo proceso de tratamiento ha sido identificada en los últimos años como una opción atractiva para destruir compuestos orgánicos tóxicos [6-13]. Se ha demostrado que la combinación del alto poder oxidante del ozono y la alta capacidad de adsorción del carbón activado, permite una efectiva eliminación de los contaminantes orgánicos de alta toxicidad y baja biodegradabilidad [6-13]. Además, se ha reportado que dicho proceso elimina la actividad mutagénica de compuestos orgánicos tóxicos [14, 15].