Impregnation of Chelating Agent 3,3-bis-N,N bis-(carboxymethyl)aminomethyl-o-cresolsulfonephthalein in Biopolymer Chitosan. Adsorption Equilibrium of Cu(II) in Aqueous Medium

Impregnación del agente quelante 3,3-bis-N,N bis-(carboximetil)aminometil-o-cresolsulfoneftaleína en el biopolímero quitosano. Equilibrio de adsorción de Cu(II) en medio acuoso

El objetivo de este estudio era impregnar el agente quelante 3,3-bis-N,N,bis-(carboximetil)aminometil-ocresolsulfoneftaleína en quitosano e investigar la adsorción de iones Cu(II). La modificación química se confirmó mediante espectrometría FTIR, análisis termogravimétrico (TGA) y espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (EDX). Los estudios de adsorción se llevaron a cabo con iones Cu(II) en un proceso discontinuo y se demostró que dependían del pH. La cinética de adsorción se comprobó utilizando tres modelos: pseudo primer orden, pseudo segundo orden y difusión intrapartícula. Los datos cinéticos experimentales se ajustaron mejor con el modelo de pseudo segundo orden (R² = 0,999), que proporcionó una constante de velocidad, k2, de 1,21 x 10-³ g mg-¹ min-¹. La velocidad de adsorción dependía de la concentración de iones Cu(II) en la superficie del adsorbente y de la cantidad de iones Cu(II) adsorbidos en el equilibrio. El modelo de isoterma de Langmuir proporcionó el mejor ajuste para los datos de equilibrio en el rango de concentración investigado, siendo la capacidad máxima de adsorción de 81,0 mg de Cu(II) por gramo de adsorbente, según se obtuvo de la ecuación lineal de la isoterma. Las pruebas de desorción revelaron que se eliminó alrededor del 90% del metal adsorbido, utilizando una solución de EDTA como eluyente. Este resultado sugiere que la matriz polimérica puede reutilizarse.

INTRODUCCIÓN

La contaminación del agua, en particular por metales, es un grave problema medioambiental, ya que son tóxicos en concentraciones bajas, y además no son biodegradables, siendo capaces de acumularse en organismos vivos, causando diversas enfermedades y trastornos [1]. La rápida industrialización ha aumentado la eliminación de metales en el medio ambiente. El tratamiento de efluentes es actualmente uno de los objetivos de la industria y otras instituciones, especialmente donde el efluente generado tiene una mezcla compleja de diferentes contaminantes, como compuestos orgánicos y metales [2,3].

La adsorción o extracción en fase sólida es una técnica que se ha utilizado comúnmente para la eliminación de metales de efluentes líquidos [4-6]. Algunas de las grandes ventajas de la adsorción sobre otras técnicas son la baja cantidad de residuos generados, la fácil recuperación de metales y la posibilidad de reutilizar el absorbente [7,8].

El desarrollo de adsorbentes quelantes preparados por simple impregnación de reactivos orgánicos complejantes por intercambio iónico, procesos de adsorción física o por la superposición de ambos fenómenos, ofrece una gran ventaja debido a la simplicidad de la modificación de la superficie del adsorbente.