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Tipo: Trabajo Titulación
Forma de Titulación: Trabajo experimental
Título : Aplicación de perlas de quitosano modificado con hierro para adsorción de mercurio en soluciones acuosas.
Autor : Romero Suárez, Cristhian Andrés
Zapata Zapata, Jessenia Melissa
Cedula : 0706255676
0705531028
0704203439
E-mail: caromeros_est@utmachala.edu.ec
jmzapata_est@utmachala.edu.ec
blapo@utmachala.edu.ec
Director(es): Lapo Calderon, Byron
Palabras clave : BIOPOLÍMERO;QUITOSANO;METALES PESADOS;ADSORCIÓN
Fecha de publicación : 2017
Editorial : Machala : Universidad Técnica de Machala
Tipo de Licencia : openAccess
Licencia: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/
Citación : Romero Suárez, C.A., Zapata Z.Zapata, J.M. (2017) Aplicación de perlas de quitosano modificado con hierro para adsorción de mercurio en soluciones acuosas. (trabajo de titulación). UTMACH, Unidad Académica de Ciencias Químicas Y De La Salud, Machala, Ecuador. 58 p.
Identificador: TTUACQS-2017-IQ-DE00007
Paginas: 58 h.
Resumen : El quitosano es un biopolímero que se obtiene a partir de las cáscaras del camarón mediante un tratamiento químico o enzimático, el cual tiene aplicación en procesos de adsorción de iones metálicos, entre ellos el mercurio, que es un metal pesado tóxico y perjudicial para la salud. Además, el quitosano es un biosorbente económico, eficiente y amigable con el medio ambiente, que es utilizado en industrias farmacéuticas, de alimentos, textil, así como también en la preparación de cosméticos, la agricultura, etc. Debido a las propiedades que posee el quitosano, es posible convertirlo a diversas formas (perlas, membranas, nanopartículas, geles) y modificarlo para aumentar su capacidad de adsorber iones metálicos. De acuerdo a lo anterior, el objetivo de esta investigación es adsorber mercurio utilizando perlas de quitosano modificado con hierro [ChiFer (III)], para evaluar su capacidad y velocidad de adsorción. Se utilizó ChiFer (III) secado al aire y ChiFer (III) liofilizado, proveído por el Grupo de Técnicas de Separación y Tratamiento de Residuos Industriales (SETRI) de la Universidad Politécnica de Cataluña. Para realizar el estudio de adsorción, primeramente, se procedió a realizar un estudio de pH, con soluciones de Hg (50 ppm) a pH 2, 3, 4, 5 y 6, durante 48 horas a 200 rpm con 20 mg de ChiFer (III); para determinar el medio adecuado en el que se produjo el mayor porcentaje de adsorción. Se conoce que a pH muy ácidos se produce la protonación de los grupos quelantes del adsorbente, y a pH alcalino precipitan los metales. Con el pH óptimo obtenido se procedió a realizar las experimentaciones para la construcción de las curvas de isotermas y cinética de adsorción. En la literatura se encontró varios modelos matemáticos que se utilizan para ajustar los datos experimentales de isotermas de equilibrio y así mismo para describir la cinética de adsorción. En el presente estudio, se ajustaron los datos experimentales de las isotermas de adsorción a los modelos de Langmuir y Freundlich. En el caso de los datos de adsorción para cinética se ajustó a los modelos matemáticos de pseudo primer y pseudo segundo orden, con la finalidad de conocer el mecanismo dominante del sistema. Las capacidades de adsorción para ChiFer (III) secado al aire y liofilizado fueron altas comparadas con otros adsorbentes sintetizados con quitosano, siendo estas 311 mg Hg g-1 ChiFer (III) secado al aire y 399 mg Hg g-1 ChiFer (III) liofilizado. Además, los datos de adsorción se ajustaron al modelo cinético de pseudo segundo orden, el mismo que permitió conocer la constante de velocidad para cada material adsorberte, siendo 0,00009 g mg-1 min-1 para ChiFer (III) secado al aire y 0,0000735 g mg-1 min-1 para ChiFer (III) liofilizado. En este trabajo se demostró que el ChiFer (III) secado al aire y ChiFer (III) liofilizado son materiales eficientes para la adsorción de Hg, con capacidades de adsorción altas. El ChiFer (III) secado al aire se ajustó al modelo de Langmuir y el ChiFer (III) liofilizado al modelo de Freundlich, dando a conocer que la adsorción de Hg se efectúa en monocapa y en multicapas respectivamente.
Descripción : The chitosan is a biopolymer that is obtained from the shells of the shrimp by means of a chemical or enzymatic treatment, which has application in processes of adsorption of metallic ions; among those is mercury, which is a toxic heavy metal and detrimental to health. In addition, the chitosan is a low-cost biosorbente, efficient and friendly with the environment that is used in pharmaceutical industries, food, textile, as well as in the preparation of cosmetics, the agriculture, etc. Because of the properties that the chitosan possesses, it is possible to convert it to diverse forms (beads, membranes, nanoparticles, gels) and modify it to increase his capacity to adsorb metallicions. According to what was expressed, the aim of this investigation is adsorb mercury using beads of chitosan modified with iron [ChiFer (III)], to evaluate its capacity and speed of adsorption. It used ChiFer (III) dried to the air and ChiFer (III) freeze-dried, werevied provided by the Group on Techniques for Separating and Treating Industrial Waste (SETRI) of the Polytechnical University of Catalonia. To make the study of adsorption, firstly the researchers proceeded to make a study of pH, with solutions of Hg (50 ppm) to pH 2, 3, 4, 5 and 6, during 48 hours to 200 rpm with 20 mg of ChiFer (III); to determine the conditions in which it produced the greater percentage of adsorption. It is known that at acidic pH the protonation of the chelating groups of the adsorbent is produced, and alcaline pH precipitates metals. With the optimum pH obtained we proceeded to make the experimentations for the construction of the curves of isotherms and kinetics of adsorption. In the literature several mathematical models that use were found are to adjust the experimental data of isotherms of equilibrium and likewise to describe the kinetics of adsorption. In the present study, the experimental data of the isotherms of adsorption were adjusted to the models of Langmuir and Freundlich. In the case of the data of adsorption for kinetics adjusted to the mathematical models of pseudo first and pseudo second order, with the purpose to know the dominant mechanism of the system. The capacities of adsorption for ChiFer (III) dried to the air and freeze-dried were high compared with other synthesized adsorbents with chitosan, being these 311 mg Hg g-1 ChiFer (III) dried to the air and 399 mg Hg g-1 ChiFer (III) freeze-dried. In addition, the data of adsorption adjusted to the kinetical model of pseudo second order, the same that allowed to know the constant of speed for each adsorbent material, being 0,00009 g mg-1 min-1 for ChiFer (III) dried to the air and 0,0000735 g mg-1 min-1 for ChiFer (III) freeze-dried. In this work it was demonstrated that the ChiFer (III) dried to the air and ChiFer (III) freeze-dried are material efficient for the adsorption of Hg, with capacities of high adsorption. The ChiFer (III) dried to the air was adjusted to the model of Langmuir and the ChiFer (III) freeze-dried was adjusted to the model of Freundlich, letting us know that the adsorption of Hg is conducted in monolayer and in multilayer respectively.
URI : http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/11405
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