Este documento resume un artículo sobre la eliminación del colorante azul directo-106 de soluciones acuosas usando nuevos carbones activados desarrollados a partir de la cáscara de granada. El estudio encontró que el carbón activado preparado químicamente a partir de cáscara de granada es un adsorbente efectivo para eliminar el colorante. La adsorción alcanzó su equilibrio a los 120 minutos con un pH de 2 y una temperatura de 25°C. Los datos de equilibrio se ajustaron mejor a las isotermas de Fre
1. Universidad de Sonora
Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia
Tema: Adsorción
Alumno: Raul David Romo Sanez
Operaciones Unitarias II
8vo Semestre
Instructor: Marco Antonio Núñez
11 de Octubre de 2018
2. Eliminación del colorante azul-106 directo de la solución acuosa usando
nuevos carbones activados desarrollados a partir de la cáscara de
granada:
Equilibrio y cinética de adsorción
Autor: Nevine Kamal Amin
Año: Publicado el 26 de Septiembre del 2008
Procedencia del articulo: “Diario de materiales peligrosos” www.elsevier.com/locate/jhazmat
Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Alejandría,
Alejandría, Egipto
5. INTRODUCCIÓN
• La industria textil juega un papel en la economía de varios países
alrededor del mundo. El teñido es una operación fundamental durante el
procesamiento de fibra textil. Esta operación provoca la producción de aguas
residuales más o menos coloreada.
• La eliminación de esta agua coloreada en agua receptora puede ser tóxica para la
vida acuática.
6. INTRODUCCIÓN
• El tratamiento de los efluentes basados en colorantes se considera el mayor desafío
en la fraternidad ambiental y las industrias; las recientes regulaciones estrictas
agravan el problema.
• Se han investigado diversos métodos de tratamiento, incluidos los procesos físicos,
físico-químicos y químicos, así como costos y capacidad de eliminación del color
7. INTRODUCCIÓN
• La adsorción es superior a otras técnicas para el tratamiento de aguas residuales en
términos de costo inicial, simplicidad de diseño, facilidad de operación e
insensibilidad a sustancias tóxicas.
• El carbón activado es muy costoso, por eso se encontró la cascara de granada como
materia prima que es un cultivo frutal de muchas especies tropicales, cultivada en
los países mediterráneos del mundo.
• No se han reportado estudios de adsorción de tintes con granada, pero ha sido
efectivo con metales pesados.
9. MATERIALES Y MÉTODOS
• El colorante azul directo -106 es un producto de ISMA Company en Alejandría,
Egipto. Se preparó a distintas concentraciones.
• Las cascaras de granada se lavaron con agua destilada y se secaron por dos horas a
105°C y se molieron
• Se activo una físicamente llamada PC1 por carbonización y las otras dos
químicamente, una con ZnCl2 y H3PO4 (PC2) y la otra con H3NO3 (PC3)
10. MATERIALES Y MÉTODOS
• Para estudiar el efecto de parámetros importantes como el pH, el tiempo de
contacto, la concentración inicial del tinte y la temperatura en la eliminación por
adsorción del tinte azul directo, se realizaron experimentos por lotes.
• En un matraz cónico de 200ml se coloco 100ml de solución de tinte, se agito a
150rpm el colorante con el adsorbente en intervalos de tiempo de 0-120 minutos
• Se analizaron las muestras variando el pH de 1.5 a 9.4 y se calculó el porcentaje de
eliminación de colorante con:
11. MATERIALES Y MÉTODOS
• La cinética de adsorción se determino mediante la captación de colorante a
distintos tiempos.
• Para las isotermas de adsorción se utilizaron soluciones de colorantes a diferentes
concentraciones y variando la temperatura 25-80 °C.
• La capacidad se calculo con:
13. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Se utilizo un microscopio de barrido Philips
Xl30 para caracterizar la morfología de
la superficie del adsorbente
14. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Efecto del pH:
Figura 1. Efecto del pH en la eliminación directa del colorante azul
mediante la exfoliación con granada de carbón activado (tiempo de
contacto = 2 h, dosis de carbón activado = 2,5 g L-1, concentración de
tinte = 20 mg L-1, temperatura = 25 ° C).
• El pH mas efectivo fue
dos debido a la interacción
electroestática entre el adsorbente y
el adsorbato.
15. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Tiempo de contacto:
Figura 2. Efecto del tiempo de contacto en la eliminación directa del
colorante azul mediante la exfoliación con carbones activados de
granada (pH 2, temperatura = 25 ° C, concentración de colorante = 20
mg L − 1, dosis de carbón activado = 2,5 g L-1).
* El adsorbente mas efectivo es el PC3
16. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Figura 3. Efecto de la concentración inicial de tinte en la eliminación del
tinte a temperatura ambiente (pH
2, dosis de carbón activado = 2.5 g L − 1).
Al aumentar la concentración de colorante inicial, el
porcentaje de eliminación de colorante disminuyó, aunque
la cantidad real de colorante adsorbida por unidad de
masa en el carbón activado aumenta con el aumento de la
concentración inicial. Este aumento se debe a la
disminución de la resistencia a la absorción de soluto de la
solución de tinte.
17. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Estudio cinético de adsorción:
• La adsorción de un soluto por un sólido a menudo tiene cinéticas complejas. Con el
fin de investigar los procesos de adsorción del azul directo en los adsorbentes, se
estudiaron los modelos cinéticos de pseudo primer orden, pseudo segundo orden,
Elovich y de difusión intra partícula.
El modelo cinético que mejor se ajusto fue el de pseudo segundo orden. Los datos se obtuvieron resolviendo el
modelo y graficando la ecuación de una recta, donde la pendiente era la constante cinética.
18. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Los datos de equilibrio, comúnmente conocidos como isotermas de adsorción, son
requisitos básicos para el diseño de sistemas de adsorción. Para descubrir la
capacidad de adsorción de los carbones activados preparados a partir de la
exfoliación de granada, los puntos de datos experimentales se ajustaron a las
ecuaciones isotérmicas de Langmuir, Freundlich, Temkin, D – R y Harkins-Jura y se
calcularon los parámetros constantes de las ecuaciones isotérmicas.
20. CONCLUSIÓN
• La presente investigación mostró que el carbón activado preparado a partir de
cáscara de granada tratada químicamente es un adsorbente eficaz para la
eliminación del colorante azul directo de la solución acuosa.
• Los mejores resultados para la adsorción se lograron con pH =2, temperatura= 25°C
y concentración de tinte 20 mg/l. Alcanzando la adsorción de equilibrio a los 120
minutos.
• Los datos de equilibrio que mejor se ajustaron fueron las isotermas de Freundlich,
Langmuir y Temkin.
21. CONCLUSIÓN
• Los datos indican que la cinética de adsorción es de pseudo segundo orden.
• Los carbonos activados preparados a partir de la exfoliación de granada podrían
emplearse como adsorbentes de bajo costo como alternativas a carbón activado
comercial para la eliminación del colorante azul directo de la solución.
