Cinética y equilibrio de la adsorción de oxianiones Cr (VI), Mo (VI) y Se (VI) por sales de quitosano de amonio cuaternario

Kinetics and Equilibrium of Adsorption of Oxyanions Cr (VI), Mo (VI) and Se (VI) by Quaternary Ammonium Chitosan Salt

Se sintetizó una sal cuaternaria de quitosano en presencia de cloruro de glicidil trimetil amonio. El polímero se caracterizó mediante técnicas espectroscópicas: infrarrojo, 13C y 1H RMN, mientras que la cantidad de grupos de amonio cuaternario se obtuvo por condutimetría. La eliminación de Cr (VI), Mo (VI) y Se (VI) de soluciones acuosas se llevó a cabo en procesos de adsorción por lotes. El proceso pareció depender del pH para el Cr (VI) y el Se (VI), con un pH óptimo comprendido entre 4,0 y 6,0; mientras que para el Mo (VI) la adsorción permaneció casi constante dentro del intervalo entre 4,0 y 11,5. El modelo de isoterma de Langmuir proporcionó el mejor ajuste de los datos de equilibrio en toda la concentración investigada. En el experimento, un gramo de sal de quitosano cuaternario reticulado adsorbió 68,3 mg de cromo, 63,4 mg de molibdeno y 90,0 mg de selenio. El proceso de adsorción siguió una ecuación de velocidad cinética de pseudo segundo orden y el equilibrio respecto a los tres iones se alcanzó al cabo de 200 minutos. Los estudios de energía de dispersión de rayos X mostraron que el principal mecanismo de adsorción es el intercambio iónico entre grupos Cl- en la superficie del polímero por oxianiones de la solución y el intercambiador aniónico mostró el siguiente orden de selectividad: Cr (VI) > Mo (VI) > Se (VI).

INTRODUCCIÓN

La preocupación y el interés por las cuestiones medioambientales ha ido en aumento a lo largo de las décadas. Los científicos de todo el mundo han desarrollado investigaciones destinadas a evaluar y reducir el impacto de la contaminación en la biosfera, así como desarrollar tecnologías limpias que generen menos residuos.

Entre los diversos contaminantes, los metales han recibido especial atención, ya que algunos son extremadamente tóxicos para una gran variedad de organismos, incluso en concentraciones extremadamente bajas. Las actividades industriales y agrícolas, así como la eliminación de residuos domésticos, contribuyen a la liberación de metales al medio ambiente. La minería, las centrales termoeléctricas, la galvanoplastia y las curtidurías son las industrias que producen más efluentes que contienen metales tóxicos procedentes de sus procesos.

El tratamiento clásico de los efluentes que contienen metales implica procesos físico-químicos de precipitación, intercambio iónico y procesos electroquímicos. El método más utilizado en la actualidad es la precipitación seguida de la sedimentación y la filtración. Sin embargo, estas técnicas tradicionales son inadecuadas para la descontaminación de grandes volúmenes de efluentes que contienen metales en bajas concentraciones, debido a la baja eficiencia operativa y los elevados costos de este proceso.