Estudio físico-químico de eliminación de Fe+2 mediante el empleo de biomasa procedente del alga Fucus vesiculosus

Abstract

[Resumen]: En el siguiente trabajo de fin de grado se realiza un estudio experimental de la capacidad de adsorción del alga marina Fucus vesiculosus, seleccionada debido a su bajo coste y abundancia en la naturaleza. El adsorbato de estudio es el ion Fe+2, modelo de catión divalente elegido por su baja toxicidad. Durante la parte experimental se estudia el proceso de adsorción para distintas condiciones de trabajo. Se analiza la capacidad de adsorción en función del pH; en el que se obtiene mínima adsorción a valores de pH bajos, y precipitación del adsorbato como especie neutra a valores de pH altos. Se determinan las cinéticas de adsorción para distintas concentraciones iniciales de Fe+2. El equilibrio de adsorción se alcanza en torno a los 20-40 minutos para las distintas cinéticas estudiadas. En función de las condiciones determinadas que optimizan la adsorción, se realiza un ajuste de los datos experimentales al modelo de isoterma de Langmuir. Se ha obtenido una adsorción, para el sistema definido, superior a 30 mg Fe+2/g alga. Se realiza un estudio de la evolución de las capacidades de adsorción y desorción del adsorbente sometiéndolo a sucesivos ciclos de adsorción-desorción. Se obtiene alrededor de un 20% menos de adsorción tras cada ciclo. Mientras que la eficiencia de desorción tras cada adsorción es del 75%.

[Resumo]: No seguinte traballo de fin de grao realízase un estudo experimental sobre a capacidade de adsorción da alga mariña Fucus vesiculosus, seleccionada debido ao seu baixo custo e a súa abundancia na natureza. O adsorbato de estudo é Fe+2, modelo de catión divalente elixido pola súa baixa toxicidade. Durante a experimentación, se estuda o proceso de adsorción para diferentes condicións de traballo. Realízase unha análise da adsorción en función do pH, onde se obtivo mínima adsorción a valores de pH baixos, e precipitación do adsorbato en forma de especie neutra a valores de pH altos. Determínanse as cinéticas de adsorción para diferentes concentracións iniciais de Fe+2. O equilibrio de adsorción acádase en torno aos 20-40 minutos para as distintas cinéticas estudiadas. En función das condicións determinadas que optimizan a adsorción, axústanse os datos experimentais ao modelo de isoterma de Langmuir. Obtívose unha adsorción, para o sistema definido, superior a 30 mg Fe+2 /g alga. Realízase un estudo da evolución das capacidades de adsorción e desorción do adsorbente someténdoo a sucesivos ciclos de adsorción-desorción. Obtívose ao redor dun 20% menos de adsorción tras cada ciclo. Aínda que a eficiencia de desorción despois de cada adsorción é do 75%.

[Abstract]: An experimental study of the adsorption capacity of seaweed Fucus vesiculosus is carried out in the following end of degree work. The low cost and the high availability are the main reasons of the choice of this alga as a biosorbent. Considering its low toxicity, Fe+2 ion is selected as the adsorbate, that may be considered a possible model of any divalent cation. The adsorption process is studied in different experimental conditions. The analysis of the pH dependence shows minimal adsorption at low pHs and precipitation of neutral species at high pHs. Likewise, the studies of the adsorption kinetics at different initial concentrations of Fe+2 concentrations report that the equilibrium is reached in 20-40 minutes. Once the optimal experimental conditions are stated, data are fitted according to the Langmuir isotherm. An adsorption larger than 30 mg Fe+2/g alga is obtained. Finally, the elimination and regeneration capacity of the bioadsorbent is analysed by successive adsorption-desorption cycles. The adsorption is found to decrease around 20% after each cycle. Besides, the desorption efficiency is about 75%.