Obtención de carbón activado a partir de geles de taninos aplicados a la adsorción de oro en soluciones acuosas - Garcés Landín, Jennifer Nohelia; Miranda Monserrate, Bryan Eduardo (My University, 2024)
In the present titration work, the main objective was to obtain an activated carbon from grape seed tannin gels, to be applied in the adsorption of gold in aqueous solutions. Gold recovery is an essential process within the mining industry, the most persistent challenge lies in the lack of selectivity of the materials used for this application, resulting in the undesired adsorption of metals that do not compete with the industry. The development of a carbon derived from tannin gels is presented as a promising material that maintains an eco-friendly approach compared to other conventional methods. However, to enhance its efficiency, it is necessary to apply an activation process that optimizes its structural and adsorption properties. Tannin gels derived from grape seeds were obtained, which were treated by a thermal process known as pyrolysis to obtain carbon and then activated with potassium hydroxide (KOH) thus improving both its structural and adsorption properties. This treatment significantly improved both the physical and chemical properties of the carbon, increasing its adsorbent capacity. The characterization of the material was carried out under analytical techniques called attrition percentage to evaluate its mechanical strength, scanning electron microscopy (SEM) to analyze its morphology and surface structure, X-ray diffraction (XRD) that allowed to identify its crystalline composition, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to determine the presence of different functional groups and zero charge potential (pHpzc) to establish its electrochemical behavior under different pH conditions. The pH study was evaluated to determine the pH at which the maximum adsorption capacity of the material is obtained, demonstrating that its maximum adsorption capacity is found at pH 9, where its capacity improves greatly. This study demonstrates that activation with KOH is an effective technique to improve the structural and adsorbent properties of carbons. Through different analytical tests, a significant increase in its stability and resistance to pH variations is evident with a minimum reduction in its performance. The results confirm its potential for applications aimed at the adsorption of gold in aqueous solutions with 14.306% and qe of 5.933 mg.g-1, thus offering an eco-friendly alternative to the conventional techniques normally used.
En el presente trabajo de titulación, el objetivo principal fué obtener un carbón activado a partir de geles de taninos de semillas de uvas, para ser aplicado en la adsorción de oro en soluciones acuosas. La recuperación de oro es un proceso esencial dentro de la industria minera, el desafío más persistente radica en la falta de selectividad de los materiales utilizados para esta aplicación, resultando en la adsorción no deseada de metales que no competen a la industria. El desarrollo de un carbón derivado de geles de taninos se presenta como un material prometedor que mantiene un enfoque ecoamigable frente a otros métodos convencionales. No obstante, para potenciar su eficiencia, es necesario aplicar un proceso de activación que optimice sus propiedades estructurales y de adsorción. Se obtuvieron geles de taninos derivados de las semillas de uva, los cuales fueron tratados mediante un proceso térmico conocido como pirólisis para la obtención del carbón y posteriormente fue activado con hidróxido de potasio (KOH) mejorando así sus propiedades tanto estructurales como de adsorción, este tratamiento mejoró significativamente las propiedades tanto físicas como químicas del carbón, aumentando su capacidad adsorbente. La caracterización del material se realizó bajo técnicas analíticas denominadas porcentaje de atrición para evaluar su resistencia mecánica, microscopía electrónica de barrido (SEM) para analizar su morfología y estructura superficial, difracción de rayos X (XRD) que permitió identificar su composición cristalina, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para determinar la presencia de distintos grupos funcionales y potencial de carga cero (pHpzc) para establecer su comportamiento electroquímico en diferentes condiciones de pH. Se evaluó el estudio de pH para lograr determinar el pH al cual se obtiene la máxima capacidad de adsorción del material, demostrándose que su capacidad máxima de adsorción se encuentra en el pH 9, donde su capacidad mejora en gran manera. Este estudio demuestra que la activación con KOH es una técnica efectiva para mejorar las propiedades estructurales y adsorbentes de los carbones. A través de diferentes pruebas analíticas se evidenció un incremento significativo en su estabilidad y resistencia a variaciones de pH con una reducción mínima en su rendimiento. Los resultados confirmaron su potencial para aplicaciones destinadas a la adsorción de oro en soluciones acuosas con un 14,306% y qe de 5,933 mg.g-1, ofreciendo así una alternativa ecoamigable a las técnicas convencionales normalmente utilizadas.
Keywords: TANNIN GELS; CARBÓN; PYROLYSIS; ADSORBENT MATERIALS