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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/283| ORGANO-MINERALES MEXICANOS (ZEOLÍTICOS Y ARCILLOSOS) COMO ADSORBENTES DE FENOL, CONTAMINANTE DEL AGUA | |
| MARIA DEL CARMEN DIAZ NAVA | |
| ALFREDO AGUILAR ELGUEZABAL MARCOS JOSE SOLACHE RIOS | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| La remoción de compuestos organices del agua, tales como el fenal, es de interés actual, por lo que se han propuesto una gran cantidad de materiales adsorbentes, entre los que se encuentran las zeolitas y las arcillas. En México estos materiales se encuentran distribuidos abundantemente en diferentes regiones, por lo tanto la importancia del presente trabajo fue hacer investigación básica para determinar las propiedades de sorción de esta clase de materiales, con el objeto de soportar futuras aplicaciones tecnológicas sobre el tratamiento de aguas contaminadas con fenal.
En este trabajo se evaluó, tanto el comportamiento de las organo-zeolitas, preparadas a partir de rocas zeolíticas de Chihuahua y Oaxaca como de las organo-arcillas preparadas a partir de una arcilla natural mexicana, para la remoción de fenal de soluciones acuosas.
Los materiales se caracterizaron empleando las técnicas de difracción de rayosX, microscopía electrónica de barrido, área superficial, densidad y análisis elemental. Para la obtención de los organo-minerales se realizó inicialmente una homoionización sódica a los materiales los cuales posteriormente se trataron con los surfactantes: cloruro de hexadeciltrimetil amonio, bromuro de hexadeciltrimetil amonio y cloruro de bencilcetildimetil amonio. El contenido de surfactante tanto en zeolitas como en arcillas se cuantificó a través del carbono total en las muestras.
Para la remoción de fenal, los organo-materiales se pusieron en contacto con soluciones acuosas de dicho compuesto variando el tiempo de contacto entre las fases, el pH, la concentración inicial y el tipo de sistema (lote y/o flujo continuo). Las determinaciones de fenal en soluciones acuosas se realizaron por espectrometría UV-Vis.
Los resultados mostraron que la homoionización sódica mejora las capacidades de intercambio iónico de las zeolitas, contrario a lo observado en las arcillas. La cantidad inicial de surfactante en la modificación de las zeolitas condicionó la formación de una hemimicela o admicela en la superficie del material, lo que determinó el tipo de interacciones entre el fenal y las organo-zeolitas.
En el caso de las organo-arcillas el surfactante se encuentra entre los espacios interlaminares de la arcilla, dando como resultado una mejor remoción de fenal. La adsorción de fenal por los organo-materiales se realizó en menos de tres horas. Los datos experimentales mostraron un mejor ajuste al modelo cinético de pseudo-segundo orden. Mediante las isotermas de adsorción se encontró que la capacidad máxima de remoción de fenal es de 0,45 a 0,6 mg de fenal/ g de organo-zeolita y de 4,5 a 7 mg de fenol/ g de organo-arcilla, dependiendo del acondicionamiento y pH. Los porcentajes de saturación que se obtuvieron a través del modelo gráfico de Gupta variaron entre 93 y 97%. Tanto las propiedades superficiales de los organo-minerales como las especies químicas del fenol en solución influyen sobre la remoción de dicho contaminante de soluciones acuosas y son determinantes del tipo de mecanismo involucrado. The removal of organic compound from water, such as phenol, it is of current interest and many adsorbents have been proposed such as zeolites and clays. In Mexico these materials are distributed abundantly in different regions of the country. Therefore the importance of the present work was to do basic research on the sorption properties of these kind of materials in order to support future technological applications on the treatment of polluted waters with phenol. It was evaluated, the removal of phenol from aqueous solutions using organozeolites and organoclays, prepared from two Mexican zeolitic rocks (Chihuahua and Oaxaca) and a Mexican clay. The materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, surface area, density and elementary analysis. Sodium homoionization was performed in the materials before the modification with the surfactants: chloride of hexadecyltrimethyl-ammonium, bromide of hexadecyltrimethyl-ammonium and chloride of bencylcetildimethyl-ammonium. The surfactants were quantified by means of the determination of total carbon in the samples. The evaluation of the materials for phenol removal was done considering contact time, pH, initial phenol concentration and system type (batch or dynamic flow). The phenol was determined in the aqueous solutions by UV-Vis Spectrometry. The results showed that the treatment with sodium chloride improved the ionic exchange capacities of the zeolites, the opposite behavior was observed far the clays. The formation of a hemimicelle or admicelle on the zeolites depended on the initial surfactant concentration and they were responsible for the type of interactions between the phenol and the organo-zeolites. Far the organo-clays, the surfactant is located between the interlayer spaces of the materials, giving a higher removal of phenol in comparison with organozeolites. The phenol adsorption by the organo-materials was carried out in less than three hours. The experimental data were best adjusted to the kinetic of pseudo-second arder model. The maximum capacity of phenol removal was from 0,45 to 0,6 phenol mg / g for the organo-zeolite and from 4,5 to 7 phenol mg / g for the organo-clay, depending on the treatment and pH. The saturation percentages determined in dynamic flow and considering Gupta model varied between 93 and 97%. Both the surface properties of the organo-minerals and the chemical species of phenol in solution play an important role on the removal of this pollutant from aqueous solutions and they determine the type of involved mechanism. | |
| 19-07-2006 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Ciencia y Tecnología Ambiental |
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