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Revista de la Sociedad Química del Perú

Print version ISSN 1810-634X

Rev. Soc. Quím. Perú vol.74 no.4 Lima Oct./dic. 2008

 

TRABAJOS ORIGINALES

 

Preparación, caracterización de carbones activados con KOH y H3PO4 y su aplicación en la adsorción de Cd(II)

Preparation, characterization of activated carbons with KOH and H3PO4 and application in Cd(II) Adsorption

 

Jacqueline Peralta Arroyo1; María del Rosario Sun Kou1; Salvador Bendezú Montes2

1 Departamento de Ciencia- Sección Química, Pontificia Universidad Católica del Perú, Av. Universitaria 180 1, San Miguel, Lima 32. Perú. 
2 Universidad del Centro del Perú, Departamento de Ingeniería Química, Av. Real 160 Huancayo, Perú.
E-mail: jacquelíne.peralta@pucp.cdu.pe ; msun@pucp.edu.pe

 


RESUMEN

En este trabajo se han preparado carbones activados a partir de tallos de eucalipto (Eucalyptus globulus Labill), provenientes de la ciudad de Cajamarca (zona norte del Perú). Estos materiales fueron preparados por activación química con soluciones de KOH y H3PO4 Para la activación utilizando KOH se trabajó con 6 diferentes razones de impregnación en masa (agente impregnante/precursor): 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,50; 2,00; y a 3 diferentes temperaturas de activación: 500,600 Y 700°C. Para la activación con H3PO4 se utilizaron 3 razones de impregnación: 0,50; 1,00 Y 1,50, a 3 temperaturas: 400, 500 Y 600°C. La caracterización físico-química se realizó mediante las técnicas de espectroscopía infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y absorción atómica (AA).
Se estudiaron los parámetros que afectan el proceso de adsorción de Cd(II): tiempo de contacto y pH. Adicionalmente se obtuvieron las isotermas de adsorción, cuyos datos experimentales fueron correlacionados con los modelos de Langmuir y Freundlich. La cinética de adsorción de Cd(II) fue estudiada empleando los modelos cinéticos: pseudo-primer y pseudo-segundo orden.
Las mejores condiciones de activación con KOH fueron: razón de impregnación de 1,00 Y 600°C; lográndose una máxima adsorción de Cd(II) de 65,48 mg de Cd(II) por gramo de carbón. Del mismo modo con H3PO4.las condiciones óptimas fueron: razón de impregnación de 1,00 Y 400°C, lográndose una máxima capacidad de adsorción de 36,92 mg de Cd(II) por gramo de carbón. Los parámetros óptimos de adsorción fueron pH ≈ 6 Y relación de: 1 gramo de carbón/L de solución. A partir del estudio cinético se determinó que el tiempo de equilibrio del proceso de adsorción de Cd(II), para carbones activados preparados con H3PO4 fue de 60 minutos y para KOH fue de 120 minutos. En todos los casos, el modelo cinético que explica mejor el proceso de adsorción fue el de pseudo-segundo orden, en tanto que para las isotermas de adsorción, los datos experimentales se ajustaron mejor al modelo de Langmuir.

Palabras clave: Adsorción de cadmio, tratamiento de aguas, carbón activado, activación química con KOH y H3PO4.

 


ABSTRACT

Activated carbons were prepared from eucalypt (Eucalyptus globulus Labill), a plenty species in Cajamarca (North of Peru). The materials showed good adsorbent capacity to remotion of Cd(II). Activation chemical with KOH and H3PO4 was used to prepare the adsorbents. To activation chemical with KOH was used 6 different ratios of impregnation in mass (impregnant agent/precursor): 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,50; 2,00 and 3 different activation temperature: 500, 600 y 700°C. Chemical activation with H3PO4 was used 3 ratios of impregnation: 0,50; 1,00 y 1,50 and 3 temperatures: 400, 500 y 600°C. Best conditions to KOH were: ratio of impregnation 1,00 to 600°C; and for H3PO4 were: ratio of impregnation of 1,00 to 400°C. The physic-chemical characterization was made with FTIR, SEM and AA.There were studied the parameters that affect the process of adsorption of Cd(II): time of contact and pH. Additional there were obtained the isotherms of adsorption, which experimental information was correlated by the models of Langmuir and Freundlich. The kinetic of adsorption of Cd(II), was studied using the kinetic models: the pseudo-first and pseudo-second order. The best conditions of activation with KOH were: reason of impregnation of 1,00 and 600ºC; a maximum adsorption of Cd(II) being achieved 65,48 mg of Cd(II) by gram of carbon. In the same way with H3PO4 the ideal conditions were: reason of impregnation of 1,00 and 400ºC, there being achieved a maximum capacity of adsorption of 36,92 mg of Cd(II) by gram of carbon. The ideal parameters of adsorption were: about pH 6 and relation of 1 gram of carbon/Lof solution. From the kinetic study determined that the time of equilibrium of the process of adsorption of Cd(II), for activated carbon prepared with H3PO4 was 60 minutes and for KOH was 120 minutes. In all the cases, the kinetic model who explains better the process of adsorption was of the pseudo-second order, while for the isotherms of adsorption, the experimental information adjusted better to the model of Langmuir.

Key words: Adsorption of cadmio, water treatment, activated carbon, chemical activation with KOH and H3PO4.

 


 

Texto completo en PDF:

http://www.scielo.org.pe/pdf/rsqp/v74n4/a02v74n4.pdf