Modelado de la cinética de adsorción de cr(vi) empleando carbón activado como adsorbente

En el presente trabajo se analiza el modelado de la cinética de adsorción de cromo hexavalente utilizando como material adsorbente carbón activado (CA) obtenido a partir cáscara de maní y desarrollado por activación química. Para la preparación del adsorbente, se utilizó ácido ortofosfórico (H3P04) como agente activante, el cual se mezcló con la cáscara de maní en una relación másica ácido/precursor de 2:1. Luego, se procedió con un pretratamiento térmico a 110ºC durante 2 horas, para después someter el material a un proceso de carbonización. Donde, se programó una rampa de calentamiento de 7,5 °C /min hasta alcanzar una temperatura final de 450°C que se mantuvo por 60 minutos en una atmósfera autogenerada. El estudio de la cinética de adsorción del contaminante modelo, se llevó a cabo en un ensayo batch de agitación continua, a temperatura ambiente. Para ello, se usó una dosis de 0,1 g del CA preparado en 100 ml de solución de K2Cr2O7 con una concentración inicial de 50 ppm de Cr(VI). Una vez puesto en contacto el sistema, se tomaron alícuotas de 1 ml de solución a diferentes tiempos de contacto, con el objetivo de determinar la capacidad de adsorción (qt). La medición de la concentración del adsorbato se realizó mediante espectrofotometría UV-VIS a λ =540 nm. El análisis del mecanismo de adsorción se investigó a partir de la búsqueda de los parámetros de los modelos de pseudo primer orden (qt=qe (1-e-k1t), de pseudo segundo orden (qt= (k2 qe2 t)/(1+ k2 qe t)) y la ecuación de Elovich (qt=1/β ln(βαt)), que relaciona la velocidad inicial de adsorción (α) y la constante de velocidad de desorción (β). En lo que respecta al modelo de pseudo primer orden se obtuvo un coeficiente de correlación R2 de 0,94, un 2 (chi-cuadrado) de 6,7 y una constante de 0,0041 min-1. Luego, el modelo de pseudo segundo orden presentó un valor de R2 de 0,99, un 2 de 0,16 y una constante de 0,15 mmol Cr (VI) min-1. Finalmente, la ecuación de Elovich resultó en un R2 de 0,97, un 2 de 0,09, un α de 7,3 mmol Cr (VI) gCA-1 min-1 y un β de 62,4 mmol Cr(VI) gCA-1 min-1. El modelo de pseudo segundo orden y la ecuación de Elovich modelan la cinética de adsorción con buena precisión. El primero establece que la etapa limitante de la velocidad de adsorción es una adsorción química y la ecuación de Elovich supone que los sitios activos del adsorbente son heterogéneos exhibiendo diferentes energías de activación. Además, en trabajos anteriores, se encontró que la isoterma de adsorción que mejor modela los datos experimentales es aquella que presenta una distribución exponencial de energías para los sitios de adsorción con una fuerte intensidad de adsorción del cromo. Todo esto sumado al análisis de los valores de 2, para cada modelo propuesto, nos permite sugerir que la ecuación de Elovich sería la más apropiada para representar la cinética de adsorción del sistema CA-Cr(VI).Fil: BERALDI, AGUSTINA, de Celis, Jorge P. Facultad Regional Avellaneda, U.T.N. (Laboratorio de Investigación y Desarrollo en Ingeniería Química, (LIDIQ). Dto. Ingeniería Química). ArgentinaFil: APHESTEGUY, JUAN. Facultad de Ingeniería, UBA (DIQuiMMa - Dto. Química). Facultad Regional Avellaneda, U.T.N. (Laboratorio de Investigación y Desarrollo en Ingeniería Química, (LIDIQ). Dto. Ingeniería Química). ArgentinaPeer Reviewe

Modelado de la isoterma de adsorción de cr(vi) empleando carbón activado como adsorbente

El desarrollo de carbones activados para el tratamiento terciario de aguas residuales es un método de aplicación muy utilizado para la remoción de contaminantes de efluentes gaseosos y líquidos. Esto se debe principalmente a la elevada capacidad de adsorción que presenta este material carbonoso. En el presente trabajo, se desarrolla una muestra de carbón activado a partir de cáscara de maní mediante activación química. El agente activante empleado fue el ácido ortofosfórico y la carbonización de la muestra se llevó a cabo en atmósfera autogenerada a una temperatura de 450ºC. El estudio de las características texturales del carbón activado preparado presentó una extensa área superficial específica BET (1253 m2/g) y un gran desarrollo de la estructura de poros con un volumen total de 1,01 cm3/g. El estudio morfológico, mediante micrografías SEM, permitió visualizar la pronunciada porosidad del material. A partir del análisis de la distribución de tamaño de poro se pudo determinar que el material carbonoso es del tipo mesoporoso. Se estudió la performance del carbón activado en la remoción de Cr (VI). La isoterma de Freundlich se ajustó más adecuadamente a los resultados experimentales obtenidos. Además, los resultados evidenciaron que el material adsorbente desarrollado presentó una excelente performance en la capacidad de remoción del contaminante.Fil: Beraldi, Agustin; Cores, Magalí; Pellegrini, Jorge; de Celis, Jorge Pablo. Facultad Regional Avellaneda, UTN (Laboratorio de Investigación y Desarrollo en Ingeniería Química); ArgentinaPeer Reviewe

Estudio de la adsorción de As(V) en régimen batch y en continuo, empleando hidroxiapatita bovina como material adsorbente.

Se estudió la factibilidad de emplear hidroxiapatita bovina como material adsorbente de As(V) presente en soluciones acuosas modelo. Las características del material fueron determinadas mediante las técnicas de Espectrofotometría Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), las isotermas de adsorción de nitrógeno según el método convencional BET [1,2], y la Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). En los espectros infrarrojos, se pudieron apreciar señales características de la hidroxiapatita [3]. En las micrografías SEM se destacó la presencia de partículas de tamaño diferente, de forma irregular con bordes suaves, y superficies muy lisas para una resolución de 2 µm. Estos hechos, sumado a los valores relativamente bajos de superficie específica de BET (1,5 m2 .g-1) y de volumen total de poros (4,4.10-3 m3.g-1) obtenidos, daría indicio de que se trataría de un material esencialmente no poroso. La adsorción fue estudiada tanto en régimen discontinuo como continuo. Las concentraciones iniciales de las soluciones se encontraron en el rango que va de los 2 a los 9 mg.L-1 de As(V). Se llevaron a cabo ensayos batch de soluciones acuosas de contaminante, con el material adsorbente en cuestión. La cantidad de soluto removida se calculó a partir de las diferencias de concentración entre la solución inicial y la remanente. El método de valoración de As empleado fue la de Fluorescencia de Rayos X con Geometría de Reflexión Total (TXRF). A fin de definir una dosis óptima de sólido a emplear (1,0 g por cada 50 mL de solución) se desarrolló una curva de dosificación. Las condiciones de equilibrio fueron estudiadas a través de la elaboración de las isotermas de adsorción, las cuales fueron representadas mediante siete modelos diferentes: tres de dos parámetros (Langmuir, Freundlich, y Temkin), y cuatro de tres parámetros (RedlichPeterson, Radke-Prausnitz, Sips, y Toth) [4,5]. El ajuste más satisfactorio fue el brindado por el modelo de isoterma de Freundlich. El análisis de la influencia del tiempo sobre la capacidad de remoción del sistema se realizó llevando a cabo estudios cinéticos [6,7]. En este caso, cuatro modelos fueron utilizados: Lagergren, Ho, Órdenes Combinados, y Elovich, resultando este último el más satisfactorio para representar los datos experimentales. Además, se estudió el desempeño del material adsorbente en régimen de flujo continuo, mediante el desarrollo de ensayos de adsorción en columna rellena de lecho fijo. Para caracterizar la fluidodinámica a través del lecho, se realizó un ensayo de estímulo-respuesta [8,9], utilizando un lecho inerte y perturbándolo con un escalón de determinada concentración de As. El análisis de datos consistió en el cálculo del tiempo medio de residencia y la aplicación del modelo de dispersión axial. Luego, se procedió estudiar la capacidad de adsorción de la columna rellena de hidroxiapatita, desarrollando una curva de ruptura. A través de ella, se determinó la masa de As(V) total adsorbida; se aplicaron los modelos de Thomas, Bohart-Adams, y Yoon-Nelson para describir el sistema. Se estimó el tiempo transcurrido hasta alcanzar el punto de ruptura, característico de estos ensayos [10]. Los tres modelos resultaron ser igualmente adecuados para describir el sistema.Fil: García, Juan Ignacio, Boeykens, Susana. Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires (Laboratorio de Química de Sistemas Heterogéneos). ArgentinaFil: Beraldi, Agustina; Melitón, Laura; de Celis, Jorge P. Facultad Regional Avellaneda. UTN (Laboratorio de Investigación y Desarrollo en Ingeniería Química, (LIDIQ). Dto. Ingeniería Química). ArgentinaFil: Cerchietti, Luciana. Comisión Nacional de Energía Atómica (Gerencia Química). ArgentinaFil: Ozols, Andrés. Facultad de Ingeniería. UBA (Instituto de Ingeniería Biomédica). ArgentinaPeer Reviewe

Glowing-in-the-Screen: Teaching Fluorescence with a Homemade Accessible Setup

Teaching fluorescence aims to deeply communicate light-matter interactions. The main fluorescence concepts are covered in undergraduate courses and are difficult to comprehend as the proper lighting conditions for seeing it by the naked eye are rarely found in daily life. Here, we present a lab activity to explore fluorescence using homemade equipment in order to complement the teaching of the basics of fluorescence and perform typical experiments. This device consists of a cardboard box as fluorometer with a flashlight as an excitation source and a smartphone camera with an application for color analysis as a detector. The presented assays can be used in diverse teaching environments to reinforce the universal concepts of fluorescence, Stokes shifts, quenching, and the inner filter effect. The assays are based on common products (such as green leaves, turmeric, tonic water, and salt), so access to the materials and waste generation are not a problem. The results, robustness, and reliability of this setup were discussed after evaluating the comments of teachers and students who perform the lab experiences. Furthermore, the performance of the students was assessed using a survey, which demonstrates this is an excellent approach to increase their interest and motivation for learning.Fil: Hamer, Micaela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Patobiología Veterinaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Patobiología Veterinaria; ArgentinaFil: Beraldi, Agustina Maria. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gomez, Sergio G. J.. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; ArgentinaFil: Ortega, Facundo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Patobiología Veterinaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Patobiología Veterinaria; ArgentinaFil: Onna, Diego Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hamer, Mariana. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin