Producción y caracterización de carbones activados a partir de residuos de candeia (Eremanthus Erythropappus) y su aplicación en la adsorción de compuestos orgánicos

Production and characterization of activated carbons from waste candeia (Eremanthus Erythropappus) and their aplication on organic compounds adsorption

En este trabajo se prepararon dos carbones activados (CA), utilizando como agentes activantes ZnCl₂ y K₂CO₃, denominados CA/ZnCl₂, CA/K₂CO₃, respectivamente, a partir de residuos generados en el proceso de extracción del aceite esencial de candeia, árbol nativo de Brasil. Estos carbones se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido, análisis termogravimétrico, análisis elemental, superficie específica por el método BET e índice de iodo. Estos materiales se probaron en la adsorción de dos moléculas modelos: el fenol y el azul de metileno, y se comparó su capacidad de adsorción con un carbón activado comercial (Merck), denominado CA/Com. Las isotermas de adsorción para CA/ZnCl₂, CA/K₂CO₃ y CA/Com mostraron capacidades de adsorción máxima de 297, 228 y 271 mg g^-1, para azul de metileno y de 109, 195 y 161 mg g^-1, para el fenol, respectivamente. Los resultados evidenciaron que los carbones son eficientes en el proceso de adsorción de las moléculas modelo ensayadas. Las isotermas fueron ajustadas a las ecuaciones de Langmuir y de Freundlich. El modelo de Langmuir entregó un ajuste mejor, mostrando que los adsorbentes presentan superficies energéticamente más uniformes. Los carbones activados producidos se presentan como potenciales adsorbentes para compuestos orgánicos, agregando un valor adicional al residuo.

INTRODUCCIÓN

Los problemas relacionados con el medio ambiente han aumentado de forma significativa en los últimos años, y la polución de recursos hídricos es uno de los principales motivos de preocupación. Muchos compuestos orgánicos se consideran contaminantes potenciales de aguas naturales, principalmente debido a su elevada toxicidad, difícil degradación natural y, por consiguiente, elevada persistencia (1). La remoción de contaminantes orgánicos presentes en efluentes siempre constituyó un serio problema para el sector productivo, así que la búsqueda de nuevos métodos que puedan ser aplicados de manera que disminuyan los impactos generados por estos contaminantes se toman como un gran desafío. Entre los métodos de tratamientos empleados actualmente se encuentran los procesos de adsorción, en los cuales se utilizan materiales porosos como zeolitas (2, 3), arcillas (4) y carbonos activados (5-7), entre otros. Los carbones activados son materiales carbonosos que presentan estructura porosa altamente desarrollada y un área superficial muy alta; su aplicabilidad se debe básicamente a la gran capacidad de adsorción junto al bajo costo. La industria del carbón activado maneja cerca de un billón de dólares por año, ya que este material es de gran importancia económica a nivel mundial en diversos sectores industriales.