New copolymer of acrylamide with allyl methacrylate and its capacity for the removal of azo dyes

Nuevo copolímero de acrilamida con metacrilato de alilo y su capacidad para la eliminación de colorantes azoicos

Se estudiaron las reacciones de copolimerización de acrilamida (AA) con diferentes proporciones molares de metacrilato de alilo (AMA), como 25/75, 50/50 y 75/25, mediante polimerización radical en atmósfera de argón utilizando 2,2-Azobis (isobutironitri1e) (AIBN) como iniciador. Los copolímeros se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y análisis termogravimétrico (TG). Los espectros FTIR mostraron que los grupos C=O, C-N y N-H de los copolímeros permanecieron durante la copolimerización. De los termogramas se concluye que los copolímeros Poly(AA-co-AMA) que contenían diferentes proporciones de monómero y comonómero presentan un comportamiento térmico similar. Se han evaluado la capacidad de adsorción y los estudios cinéticos e isotérmicos de Direct Brown 2 sobre los copolímeros. 

Se estudiaron diferentes factores como la proporción de monómero, el pH, la concentración inicial de colorante, la dosificación de copolímero y el tiempo de contacto que afectan al proceso de eliminación. Se comprobó que el proceso de adsorción concordaba con el modelo de Freundlich y Dubinin-Raduskevich y que la adsorción de Direct Brown 2 dependía del contenido de acrilamida y del pH de la solución. La energía libre estándar de Gibb se determinó en - 14,7 kJ/mol, lo que significa que la adsorción se produjo espontáneamente y que el proceso es factible. El aumento del contenido de acrilamida produjo un aumento de la adsorción de Direct Brown 2 en el copolímero. Además, los estudios cinéticos de adsorción mostraron que la adsorción seguía un modelo cinético de pseudo-segundo orden, indicando que la adsorción química era el paso que limitaba la velocidad. Estos resultados demuestran que el Poli(AA-co-AMA) puede utilizarse como adsorbente para contaminantes del agua como el Marrón Directo 2 y tiene aplicaciones potenciales en áreas industriales y medioambientales relacionadas.

INTRODUCCIÓN

Los tintes de los efluentes residuales son ampliamente generados en varias industrias como la textil, la del cuero, papel, farmacéutica, plásticos y alimentaria. La oxidación química, flotación por espuma, electrólisis, biodegradación, adsorción, coagulación química y fotocatálisis se conocen como los métodos más efectivos para la eliminación de tintes del agua industrial. La adsorción es el método efectivo y simple para eliminar contaminantes del agua residual. Se han estudiado varios polímeros y copolímeros como el poli(N-vinilpirrolidona-co-metacrilato de ácido), poliestireno-injerto-poli(N,N-dimetilamino-2-etil metacrilato), polímero de anilina-formaldehído, etc., como adsorbentes por su capacidad para eliminar metales o tintes.

En los últimos años, muchos investigadores han trabajado en el desarrollo de nuevos adsorbentes con propiedades superiores como alta capacidad de adsorción, velocidad rápida de adsorción y resistencia mecánica. También se han investigado varios polímeros con diferentes grupos funcionales con este propósito en la literatura previa. El monómero AA tiene el grupo amino y vinilo. Debido a sus reactividades más altas, los monómeros bifuncionales que contienen dos grupos reactivos pueden usarse para la preparación de (co)polímeros funcionales.