Se presenta un estudio experimental sobre la adsorción de colorantes en carbón activado preparado a partir de cáscaras de toronja.

1. Uso de materiales nano
porosos de bajo costo para la
remoción de colorantes en
las aguas residuales a partir
de cascaras de toronja
Curso: Operaciones Unitarias II
Ponente: Darío Alejandro Trujillo Arriaga
Miércoles, 5 de Octubre

2. • “Use of low cost nano-porous materials of pomelo fruits
peel wastes in removal of textile dye”
• M. Jayarajan, R. Arunachalam y G. Annadurai
• División de Nanotecnología Medioambiental, Centro de
Ciencias Medioambientales de la Universidad
Manonmaniam Sundaranar, Temil Nadu, India
• Publicado en Research Journal of Environmental
Sciences, volumen 5, pag. 434-443 del año de 2011

3. CONTENIDO
• Introducción
• Materiales y Métodos
• Resultados
• Conclusión

4. INTRODUCCION

5. • Los colorantes son ampliamente usados en las
industrias textiles, plásticos, de papel,
cosméticos.
• La industria textil ocupa el primer lugar en el uso
de colorantes.
• El agua residual procedente de estas industrias a
menudo contienen disueltas colorantes que por su
naturaleza química, son toxicas, cancerígenas y
mutagenicas y pueden causar afecciones a la
salud.

6. • El colorante disuelto afecta la actividad
fotosintética en el medio acuático, así como
reduce la penetración de la luz a través de esta.
• Afecta a la vida marina ya que pueden contener
grupos funcionales venenosos, como grupos
aromáticos, metales y halógenos (Cl, F, I, Br)
• La remoción de estos compuestos es el principal
problema de estas industrias ya que no son
baratos a la hora de remoción.

7. • Los tratamientos tradicionales usados en la
separación de estos incluyen:
• Dado al alto costo de estos procesos, a sus
posibles subproductos peligrosos y el consumo
energético, el tratamiento por adsorción es el mas
conveniente.
Coagulación Ultrafiltración
Aplicación de Ozono Oxidación
Sedimentación Osmosis Inversa
Flotación Precipitación

8. • El carbón activado es el adsorbente mas usado
actualmente dada su eficiencia y su practicidad.
• Actualmente, hay numerosas opciones de bajo
precio de adsorbentes comerciales así como lo
son silica gel, cenizas, zeolitas, arcilla, fibras de
coco, vainas de sorgo, deshechos de algodón,
deshechos de fibras de madera y celulosa basadas
en cascaras de naranja, plátano, limón y lichi
(alupag)

9. MATERIALES Y
METODOS

10. • CASCARA DE NARANJA: Esta se preparo cortandola,
triturandola, y lavandola con agua desionizada para quitar
impurezas como tierra y secadas por 48hrs a 40ºC en un
horno convectivo de aire para despues formar particulas
de aproximadamente .84mm
• ROJO CONGO: Comprado en Merck Co. y es de los mas
usados en la industria para un rojo intenso

11. Rojo Congo (CR)
Cascaras de
Toronja

12. • Para determinar la concentración a la salida del
adsorbedor experimental, se hizo previamente
una curva de calibración mediante un
espectrofotómetro UV/Visible y par ajustar el pH
de la solución se adiciona HCl o NaOH.
• Para los estudios de adsorción, previamente se
realizo una solución de CR disolviéndolo en agua
desionizada a la concentración requerida.

13. • Una porción de las partículas de toronja y varias
concentraciones iniciales que van desde los 20 a
120 mg/L se pusieron en contacto en un
recipiente y se dejaron 24hrs para alcanzar el
equilibrio (según estudios previos).
• El diseño de este experimento se realizo
cambiando 3 parámetros a 3 valores.
Temperatura (ºC) pH Dosis del
adsorbedor (g/L)
30 5.99 5.99
40 6.72 6.72
60 8.73 8.73

14. • En este experimento se recolectaron las muestras a
tiempos preestablecidos y se utilizo la siguiente formula
para determinar la cantidad adsorbida de CR a cualquier
tiempo qt (mg g-1)
qt = (C0 – Ct) × V ⁄ M
Donde C0 (mg L-1) y Ct (mg g-1) son las concentraciones
iniciales y a cualquier tiempo respectivamente, V (L) es el
volumen de la solución y M es la dosis del adsorbente en la
solución (g L-1)

15. • La cantidad de masa adsorbida en la cascara fue calculada
por una relación de masas como se muestra:
Donde qe esta en (mg g-1), K es la capacidad de adsorción, b
es la energía de adsorción, Ce es la concentración adsorbida

16. RESULTADOS

17. • En las siguientes graficas se
puede apreciar como es el
cambio en la concentración
adsorbida cambiando los
parámetros a interés y vemos
que cada parámetro tiene su
influencia especifica y afecta
de cierta forma tanto a la
afinidad del adsorbato y del
adsorbente

19. Para hacer aplicable el modelo de
adsorción es necesario comprobar su
linealidad de la siguiente forma:
Los resultados en esta investigación
precisamente arrojaron dichas
aproximaciones con un valor de R2
cercano al 95% por lo tanto esta
isoterma de Langmuir es aplicable y
el adsorbente presenta este
comportamiento

21. CONCLUSIONES

22. Los estudios se investigaron en procesos Batch y en equilibrio y
se encontró que el colorante CR y su isoterma de adsorción
obedece mas el comportamiento de Langmuir, formándose una
mono capa como lo dice el modelo.
Se determino que la razón de adsorción fue razonablemente
grande (g L-1)
Dosis de adsorbente 1.049
Temperatura 1.081
pH 1.270
La capacidad de adsorción de la mono capa varia entre 1.08-.75
mg g-1

23. GRACIAS POR SU ATENCIÓN