Preparación de materiales híbridos funcionalizados con hierro para su empleo en procesos de descontaminación

Abstract

[Resumen]: Debido a los problemas medioambientales de nuestra sociedad, y a la mayor concienciación por parte de la población de lo que estos atañen, se ha incrementado en los últimos años la búsqueda de nuevos métodos de descontaminación más eficaces y de menor coste, como son los métodos basados en la adsorción. En este estudio se ha realizado la síntesis de un material compuesto de bajo coste, inmovilizando hierro en pequeñas pastillas de gel de sílice polimerizado, de aproximadamente 3 milímetros de diámetro y 1 milímetro de espesor, para su uso en procesos de descontaminación. Se ha optimizado el proceso de adsorción mediante isotermas de adsorción, cinética de reacción e influencia de pH en la adsorción, obteniéndose un máximo de adsorción de iones ferroso (Fe(II)) en la pastilla de gel de sílice de 9,54 mg/g. El proceso de adsorción es relativamente lento, alcanzándose el equilibrio en 24 horas. Una vez sintetizado el material, fue sometido a un tratamiento en medio reductor para la reducción del Fe(II) retenido a Fe(0). Posteriormente, se probó su eficacia en la eliminación de Cr(VI) y Cr(III) mediante estudios de influencia de pH, efecto de la dosis de adsorbente en la eliminación, cinética de reacción e isotermas de adsorción. Los resultados obtenidos fueron buenos para la eliminación del estado hexavalente (9,94 mmol Cr(VI)/g), y aceptables para la eliminación de Cr(III) (0,17 mmol Cr(III)/g). Con la cinética de adsorción se comprueba que el proceso de eliminación de Cr(VI) es muy rápido, alcanzándose el equilibrio en menos de 3 horas.

[Resumo]: Debido aos problemas ambientais da nosa sociedade, e á maior concienciación da poboación do que estes representan, nos últimos anos incrementouse a procura de novos métodos de descontaminación, máis eficaces e de menor custo, como son os métodos baseados na adsorción. Neste estudo realizouse a síntese dun material composto de baixo custo, inmobilizando ferro en pequenos gránulos de xel de sílice polimerizado, de aproximadamente 3 milímetros de diámetro e 1 milímetro de espesor, para o seu uso en procesos de descontaminación. O proceso de adsorción optimizouse mediante isotermas de adsorción, cinética de reacción e influencia do pH sobre a adsorción, obtendo un máximo de adsorción de ions ferrosos (Fe(II)) no gránulo de xel de sílice de 9,54 mg/g. O proceso de adsorción é relativamente lento, acadando o equilibrio en 24 horas. Unha vez que o material foi sintetizado, someteuse a un tratamento en medio redutor para a redución do Fe(II) retido a Fe(0). A súa eficacia foi probada, posteriormente, na eliminación de Cr(VI) e Cr(III) a través de estudos de influencia do pH, efecto da dose de adsorbente na eliminación, cinética de reacción e isotermas de adsorción. Obtivéronse bos resultados para a eliminación do estado hexavalente (9,94 mmol Cr(VI)/g), e aceptables para a eliminación de Cr(III) (0,17 mmol Cr(III)/g). A cinética de adsorción verificou que o proceso de eliminación de Cr(VI) é moi rápido, acadando o equilibrio en menos de 3 horas.

[Abstract]: Due to the environmental problems of our society and the greater awareness from the population, the search of new methods of decontamination, more effective and cheaper, has increased in the recent years, such as methods based on adsorption. The adsorption process has been optimized by means of adsorption isotherms, reaction kinetics and influence of pH on adsorption, obtaining a maximum adsorption of ferrous ions (Fe(II)) in the silica gel tablet of 9,54 mg/g. The adsorption process is relatively slow, reaching equilibrium in 24 hours. Once the material has been synthesized, it was submitted to a treatment in reducing medium for the reduction of Fe(II) retained to Fe(0). Its effectiveness was subsequently tested in the elimination of Cr(VI) and Cr(III) by means of studies of influence of pH, effect of the adsorbent dose in the elimination, reaction kinetics and adsorption isotherms. The results obtained were good for the elimination of the hexavalent state (9.94 mmol Cr(VI)/g), and acceptable for the elimination of Cr(III) (0.17 mmol Cr(III)/g). Adsorption kinetics verified that the Cr(VI) removal process is very fast, reaching equilibrium in less than 3 hours.