Este documento describe un estudio sobre la adsorción de cobre y estroncio por un material de carbón activado fabricado a partir de cáscaras de nuez. El carbón activado producido a partir de cáscaras de nuez, llamado PS276a, mostró una mayor adsorción máxima de cobre y estroncio que una resina comercial de carbón activado. Sin embargo, la capacidad de adsorción del PS276a disminuyó con cada ciclo de regeneración. El documento concluye que las cáscaras de nuez son una materia prima barata

1. UNIVERSIDAD DE SONORA
División de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia
Operaciones Unitarias II
“Adsorción de Cobre y Estroncio por un Material de
Carbono Novela Fabricado a Partir de Cáscaras de Nuez”
Parra García Sergio Martín
26 de Marzo del 2015

2. “Adsorción de Cobre y Estroncio por un
Material de Carbono Novela Fabricado a Partir
de Cáscaras de Nuez”
Reyad A. Shawabkeh , David A. Rockstraw , Ron K. Bhada
Departamento de Ingeniería Química, Universidad Mutah,
Jordania
Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Estatal
de Nuevo México, EUA
Recibido el 01 de enero del 2002
Págs. 781-786

3. Índice
 Introducción
 Experimento
 Resultados
 Discusión
 Conclusión

4. Introducción

5. • ¿Qué es un carbón activado?
• Materias Primas
• Factores de la producción de carbón activado
• En éste trabajo se analiza el uso de cáscara de
nuez para un carbón activado

6. Experimento

7. Elaboración del Carbón Activado
1. Se obtuvieron cáscaras de nuez de granjas
del sur de Nuevo México.
2. Se juntan, se trituran y se tamizan.
3. Se da la activación en un reactor discontinuo,
por cada 20g de cáscara nuez se agregan
82.6g de Ácido Fosfórico.
4. Se calienta a 260°C, se agita y se roció aire
para asegurar la oxidación.

8. 5. Se deja enfriar a temperatura ambiente.
6. Se lava con agua destilada y se empapa con una
solución de NaOH durante 30 min.
7. Se lava de nuevo con agua destilada.
8. Finalmente se seca y se clasifica por tamaño.
9. Lo llaman PS276a.

9. Determinación del Área de Superficie
• Se determinó mediante la isoterma de
adsorción del gas Nitrógeno a 77 K, utilizando
ecuaciones de BET y Langmuir.

10. Pruebas Experimentales
Objetivo: Comparar el PS276a (carbón activado
de cáscara de nuez) con un carbón activado
comercial, la Resina (SR-5).
1. Se realizaron soluciones acuosas de Sulfato
de Cobre y Cloruro de Estroncio entre 10 y
500 mg/L.

11. 2. Se tomaban 100 ml de solución de Cobre o
de Estroncio de las diferentes
concentraciones iniciales.
3. Se ponían en matraces con tapón y se
añadieron 0.1g de PS276a a los 100ml de
solución de Cobre o Estroncio.

12. 4. Por otro lado se añadieron 1g de resina a otras
muestras de 100ml de solución.
5. Las mezclas se colocaron en una agitador
isotérmico durante 3 días para permitir el
equilibrio completo.
6. Se estuvo ajustando el pH con gotas de NaOH.
7. Las pruebas se analizaron con un
espectrofotómetro.

13. Resultados

14. Propiedades Físicas
Propiedades Método ASTM PS276a Resina
Contenido Total de Ceniza (%) D2866-94 4 10
Densidad (g/dm)3 D2854-96 495 340
pH D3838-80 6.5 .9
Humedad (%) D2867-95 2 2

15. Área Superficial Calculada
Isoterma de adsorción de Nitrógeno para PS276a a 77 K
El área superficial calculada por la ecuación de BET es 13
𝑚2
𝑔
. Y por Langmuir es 18
𝑚2
𝑔

16. Isoterma de Adsorción de Cu en
PS276a y la Resina
Destaca que la máxima adsorción de Cu fue de 95 mg de Cu/g de PS276a a un
pH de 3.65, esto fue mayor que la de la resina a pH 2.79.

17. Isoterma de Adsorción de Sr en
PS276a y la Resina
Por otro lado la máxima adsorción de Sr fue de 180 mg de Sr/g de PS276a a un pH
de 8.5, y en la resina el máximo fue de 250 mg de Sr/g de resina a pH de 2.79

18. Pruebas de Regeneración
Se realizó una prueba donde se tuvieron el pH y
las concentraciones iniciales de Cu y Sr iguales.
Y se vio que la cantidad de soluto adsorbido por
PS276 es mayor para Cu que Sr.
Cu máximo adsorbido 95 mg/g PS276a
Sr máximo adsorbido 80 mg/g PS276a

19. Regeneración del Adsorbente
1. Consiste en lavarlo con 100ml de Ácido
concentrado (75ml de HCl y 25ml de HNO).
2. Se neutraliza con solución NaOH y se seca.
3. Y se vuelve a sumergir en las mismas
condiciones iniciales.

20. Se observo que el adsorbato ya no podía ser
adsorbido como en el primer ciclo.
% de Actividad Perdido=(A-I)/A *100

21. Discusión

22. Aspectos a Destacar
 La activación con Ácido Fosfórico seguido un
tratamiento con NaOH en verdad produce un
Carbón Activado con gran capacidad de
adsorción. Esta capacidad fue comparada con
el de una resina comercial.
 Los ensayos de adsorción de gas indican que el
material novedoso tiene un área superficial
baja.

23.  La adsorción es fuertemente afectada por el
pH. En cuanto más alto es la relación positiva
del ion metálico, más fuerte es atraído por el
ion negativo al carbón.
 Cuando el número de ciclos de regeneración
aumenta, hay un aumento en las perdidas de
actividad para ambos Cu y Sr.

24. Conclusión

25. Existe un gran volumen de cáscara de nuez
como desecho agrícola, lo que la convierte en
una potencia de materia prima y de bajo costo.
Esto proporcionaría fuerza para la producción
de PS276a el cual como vimos, tiene una alta
adsorción para la separación de iones metálicos
en una solución.

26. “Gracias por su Atención”