El silicato de aluminio amorfo hidratado y su uso como sorbente de metales tóxicos

Fecha

2009-06-25

Autores

Treto Suárez, Manuel Alejandro

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Editor

Universidad Central "Marta Abreu" de las Villas

Resumen

Se desarrolla un estudio cinético y termodinámico de la sorción de iones pesados de elevada toxicidad (Ni (II), Cu (II), Co (II), UO22+, Cd (II), Hg (II), Pb (II) y Zn (II)) en soluciones acuosas con silicato de aluminio amorfo hidratado como sorbente, el cual se obtiene de forma sintética. El estudio del diseño de la síntesis, muestra la no dependencia a las variables bajo estudio en las condiciones de trabajo. Se efectúa un análisis parcial físico y químico para su caracterización. Se realiza el análisis térmico, análisis infrarrojo cualitativo y de difracción de rayos X. Se determina la densidad real, densidad aparente, densidad aparente por aprisionamiento, compresibilidad, porosidad, velocidad de flujo, tortuosidad, radio medio de poro, el volumen de poro, superficie específica y coeficiente de difusión. Estos parámetros reflejan un compuesto de fórmula química (Al2O3. 3SiO2. H2O), de baja densidad, elevada porosidad, baja cristalinidad, muy resistente químicamente, de gran área superficial y con una capacidad de intercambio iónico aparente de un 99.99 %. En el estudio cinético se evalúa los resultados por los modelos de Elovich, difusión intrapartícula pseudo primero y pseudo segundo orden. En este estudio se aprecia un comportamiento fundamentalmente de pseudo primero y pseudo segundo orden a excepción del uranilo que se ajusta a Elovich, siendo este modelo una respuesta a una quimisorción, mientras que los demás iones presentan una adsorción preponderantemente física donde en más de un 50 % de estos, la difusión intrapartícula es un aspecto a tener en cuenta. El estudio termodinámicos se realiza por los modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich, Langmuir-Freundlich, Combinada, Temkin, Radke-Prausnitz, Dubinin-Raduskevich, BET y Toth. Este estudio muestra un comportamiento aplicable generalmente a Langmuir, Langmuir-Freundlich y Toth siendo por tanto preferentemente una sorción con formación de una capa sobre una superficie heterogénea a excepción del níquel que se ajusta al modelo de BET el cual es aplicable a la formación de multicapas. Se determina la efectividad y el % de adsorción, siendo muy buen adsorbente del uranilo el cual presenta una efectividad de un 97 % y un % de adsorción del 99 %. Para el caso del cadmio y el Zinc presenta una efectividad y un % de sorción del 79 %, para el cobre y el cobalto un 72 %, para el níquel un 64 %, para el mercurio y el plomo 58 y 48 % respectivamente.
A kinetic and thermodynamic study of the sortion of heavy ions of high toxicity is developed (Neither (II), Cu (II), Co (II), UO22+, Cd (II), Hg (II), Pb (II) and Zn (II)) in watery solutions with silicate of amorphous aluminum moisturized as sorbent, which is obtained in a synthetic way. The study of the design of the synthesis shows the non-dependence to the variables low study under the work conditions. It is made a physical partial analysis and chemist for their characterization. It is realize out the thermal analysis, qualitative infrared analysis and of diffraction of rays X. the real density, apparent density, apparent density is determined by imprisonment, compressibility, porosity, speed of flow, tortuosity, half radio of pore, the pore volume, specific surface and diffusion coefficient. These parameters reflect a made up of chemical formula (Al2O3. 3SiO2. H2O), of low density, high porosity, low cristalinidad, very resistant chemically, of great superficial area and with a capacity of apparent ionic exchange of 99.99%. In the kinetic study it is evaluated the results by the models of Elovich, diffusion intraparticle pseudo first and pseudo second order. In this study a behavior is appreciated fundamentally from pseudo first and pseudo second order to exception of the uranilo that is adjusted Elovich, being this model an answer to a quimisortion, while the other ions present an adsorption preponderantly physics where in more than 50% of these, the diffusion intraparticle an aspect to keep in mind is. The thermodynamic study for the models of Langmuir, Freundlich, Redlich, Langmuir-Freundlich, Combined, Temkin, Radke-Prausnitz, Dubinin-Raduskevich, BET and Toth. This study generally shows an applicable behavior to Langmuir, Langmuir-Freundlich and Toth being therefore preferably a sortion with formation of a layer on a heterogeneous surface to exception of the nickel that is adjusted to the pattern of BET, which is applicable to the multilayer formation. It is determined the effectiveness and the % of adsorption, being very good adsorbent of the uranium which presents an effectiveness of 97% and a% of adsorption of 99%. For the case of the cadmium and the Zinc presents an effectiveness and a % of sortion of 79%, for the copper and the cobalt 72%, for the nickel 64%, for the mercury and the lead 58 and 48% respectively.

Descripción

Palabras clave

Silicatos, Silicates, Toxicidad, Toxicity, Metales Pesados

Citación