Estudio del equilibrio y cinética de adsorción de Cd(II), Ni(II) y Cr(VI) usando Quitosano y Quitosano modificado con cobre

Abstract

RESUMENEn este trabajo, se estudió el equilibrio y la cinética de adsorción de Cd(II), Ni(II) en quitosano y Cr(VI) en quitosano modificado con cobre. Para ello, soluciones de iones metálicos a diferentes concentraciones, fueron puestas en contacto con el adsorbente y se agitaron por un período de 3 -4 h. Al final del proceso, las muestras fueron analizadas en un espectrómetro de absorción atómica. Los datos experimentales del equilibrio de adsorción de los iones metálicos fueron evaluados aplicando las isotermas de Langmuir y Freundlich; mientras los datos cinéticos fueron evaluados utilizando los modelos cinéticos de pseudo-primer orden y pseudo-segundo orden. Los resultados del proceso demostraron que los iones fueron eficazmente adsorbidos por el quitosano (Cd y Ni) y por el Cuquitosano (Cr). Además, se comprobó que los datos experimentales del equilibrio de adsorción de Cr(VI) y Ni(II) se ajustan al modelo de Langmuir; mientras que los datos experimentales del Cd(II) fueron mejor ajustados por el modelo de Freundlich. Mediante el uso de la isoterma de Langmuir se determinó la capacidad máxima de adsorción de cromo (29.7 mg/g Cu-quitosano), cadmio (102.0 mg/g quitosano) y níquel (83.31 mg/g quitosano). Los resultados de la cinética de adsorción de los iones metálicos mostraron que los datos experimentales fueron mejor ajustados por el modelo de pseudo-segundo orden; es decir, el paso limitante en la velocidad es la reacción de adsorción y no la transferencia de masa.Palabras claves: isotermas de adsorción; cinética de adsorción; modelos cinéticos; metales pesados; quitosano; Cu-quitosano ABSTRACTIn this paper, the equilibrium and adsorption kinetics of Cr(VI), Cd(II) and Ni(II) onto Chitosan and Cu-chitosan was studied. Metal ion solutions at different initial concentration were put in contact with chitosan and Cu-chitosan and the mixture was agitated by 3 -4 h. Afterwards, the samples were analyzed by atomic absorption spectroscopy. The experimental data of adsorption equilibrium were evaluated by application of Langmuir and Freundlich isotherms; while the kinetics experimental data were evaluated using kinetic models of pseudo-first order and pseudo-second order. The results showed that the metallic ions were effectively adsorbed by the chitosan (Cd and Ni) and Cuchitosan (Cr). Besides, it was found that the experimental data of adsorption equilibrium of Cr(VI) and Ni(II) fit the Langmuir model, while the equilibrium adsorption data of Cd(II) were better fitted by Freundlich model. The maximum adsorption capacity of chromium (29.7 mg/g Cu-chitosan), cadmium (102.0 mg/g chitosan) and nickel (83.31 mg/g chitosan) was determined using the Langmuir model. The results of adsorption kinetics of the metallic ions showed that the experimental data were better adjusted by pseudo-second order model. Therefore, the ratelimiting step is the adsorption reaction and not mass transfer processes.

Elaboración de carbón activado a partir de endocarpio de coco para la remoción de anaranjado de metilo en fase acuosa

“…Por otro lado, partiendo del valor de b y la ecuación 11 se calculó el cambio de la energía libre de Gibbs (ΔG) que resultó en -27.605 kJ/mol. Finalmente, la constante de Langmuir (b), que refleja la fuerza con que se adsorbe el adsorbato en el adsorbente (Castro et al 2013), tiene un valor bajo. Esto puede revelar que el anaranjado de metilo no se adsorbe fuertemente en la superficie del carbón activado.…”

Study of the Effect of Temperature in the Remotion of NI (II) on African Palm Bagasse (Elaeis guineensis)

“…In order to find the model that best fits the experimental data, an adsorption capacity (q t ) vs. time (min) curve was made; the adjustment of the models was made by non-linear regression in SS minimization The Pseudo-first model assumes that the limiting stage in an adsorption process is the mass transfer of the metal ion from the solution sinus to the adsorbent surface 28 . It is expressed according to Equation 3 where k1 This kinetic model establishes that the determining stage of the adsorption processes is the reaction itself and not the mass transference.…”

Aplicación de quitosano modificado en el tratamiento de aguas residuales de tenerías

“…Los dos adsorbentes modificados (Quitosano-Cu y Quitosano-Zn) se prepararon de la siguiente manera: se puso en contacto 1000 ml de solución del ion metálico (Cu o Zn) de 100 mg/l con 10 g de quitosano. La mezcla se agitó a 450 rpm en un agitador magnético, durante 2 h a temperatura ambiente (Castro et al, 2013). Los dos productos fueron analizados por Espectroscopia Infrarroja.…”

“…El mecanismo de adsorción del oxi-anión presente en la solución de estudio y el quitosano modificado con el ion Cu 2+ , ocurre por una interacción electrostática, así como se muestra en las ecuaciones sugeridas por Castro et al (2013):…”

“…En el trabajo realizado por Castro et al (2013) se comparó la efectividad de remoción del quitosano sin modificar y el quitosano modificado con cobre para la adsorción de cromo VI. Los resultados fueron satisfactorios con el quitosano modificado con cobre, ya que el porcentaje de remoción fue de 94,33 %; mientras que la del quitosano sin modificar fue del 54,17 %.…”