adsorcion
214252203
Preparacion, caracterizacion y funcionalizacion de materiales carbonosos para la adsorcion de CO2
La contaminacion del aire es uno de los problemas ambientales mas importantes, y es resultado de las actividades del hombre. Las causas que originan dicha contaminacion son diversas: las actividades industriales, comerciales, domesticas y agropecuarias. Existen un gran numero de gases que son los responsables de la contaminacion ambiental, sin embargo en los ultimos anos debido a la creciente cantidad de CO2 liberado a la atmosfera y su impacto en el cambio climatico, todos los procesos encaminados a su captura han cobrado gran interes. El desarrollo de nuevos solidos porosos con mejores propiedades en terminos de capacidad de adsorcion, afinidad y cinetica de adsorcion, constituye un amplio campo de trabajo, bajo esta perspectiva, en esta tesis doctoral se realizo un aporte al conocimiento de la quimica de los solidos adsorbentes por medio de la preparacion, caracterizacion y funcionalizacion de materiales carbonosos de tipo granular y monolitico que contribuyen a mejorar la adsorcion de un gas de elevado interes medioambiental como es el dioxido de carbono. Los adsorbentes se obtuvieron mediante activacion quimica de cuesco de palma africana (Elaeis Guineensis) con soluciones de Cloruro de Zinc, Cloruro de Calcio y Acido Fosforico a diferentes concentraciones. Las muestras obtenidas se caracterizaron textural y quimicamente mediante diferentes tecnicas experimentales. Con base en los resultados de caracterizacion, se eligieron las muestras con las mejores propiedades adsorbentes para ser funcionalizadas, con el objetivo de incrementar los grupos superficiales de caracter basico y por ende la afinidad de los materiales por el CO2. Los carbones activados presentan areas superficiales entre 161 1700 m2/g y volumen de poro entre 0,09 0,64 cfm3/g. Los resultados experimentales indicaron que los procesos de funcionalizacion aumentaron el contenido de nitrogeno en los carbones activados, su basicidad y la capacidad de adsorcion de CO2 de los solidos porosos. La funcionalizacion con amoniaco genera un aumento en la adsorcion de CO2 entre el 10 30% mientras que con hidroxido de amonio el aumento es mayor lograndose un 20 70% mas de CO2 adsorbido. Lo cual indica que la modificacion de los solidos en fase liquida resulta ser mas efectiva para incrementar la adsorcion de CO2 en los materiales carbonosos. Adicionalmente se evidencia que la metodologia mas adecuada para el incremento de la capacidad de adsorcion de CO2 resulta ser la oxidacion previa de la superficie y posterior reaccion con hidroxido de amonio, debido a que se logra aumentar en un 82% la adsorcion del gas de interes, mientras que la funcionalizacion directa del carbon activado, genera tan solo un incremento del 70% como maximo. Las pruebas de adsorcion de CO2 mostraron que en los carbones activados preparados se logra una cantidad adsorbida de CO2 a 273K y 1 bar entre 114 370 mgCO2/g. La capacidad de adsorcion de CO2 a 298K y 1 bar de los materiales carbonosos oscila entre 55 138 mgCO2/g y las cantidades de CO2 adsorbidas a 45 bar y 298K se encuentran entre 380 768 mgCO2/g.
Vargas Delgadillo Diana Paola
214038216
Adsorcion de vapor de agua de snacks de chontaduro (Bactris gasipaes)
Snacks de chontaduro Bactris gasipaes fueron obtenidos a partir de rodajas de fruta horneadas a 125degC y caracterizados fisico quimicamente mediante pruebas de contenido de humedad, acidez titulable y densidad aparente. Los snacks fueron sometidos a ensayos de adsorcion de vapor de agua mediante el metodo gravimetrico a 25degC, por contacto indirecto con soluciones salinas saturadas que proporcionaron un intervalo de actividad de agua entre 0,04 y 0,958. Los valores experimentales de adsorcion fueron ajustados usando los modelos matematicos Peleg, GAB, Oswin y Smith. Se obtuvo snacks con contenido de humedad del 2,23% acido citrico de 0,064% y densidad aparente de 1,273 g/mL. Los resultados mostraron que la isoterma de adsorcion de vapor de agua evidencio forma convexa al eje de las abscisas, clasificandose como tipo III. El modelo de Oswin fue el que mejor se ajusto el experimento de adsorcion de humedad de los snacks de chontaduro.
Diana Paola Navia Porras Nathaly Zafra Matinez Ana Maria Gomez Meneses Daniela Morales Pacheco
146119643
Determinacion mediante tecnica ultravioleta visible de la capacidad de adsorcion de mezclas de farmacos sobre residuos vegetales
Se estudio la capacidad de adsorcion de mezclas de farmacos sobre bagazo de cana de azucar y mazorca de maiz usando la tecnica de tanque agitado y empleando la espectroscopia ultravioleta visible y se evaluaron diversos parametros operacionales como pH de solucion, tiempo de contacto, concentracion de solucion y temperatura. Los resultados de las soluciones de concentracion conocida mediante la tecnica ultravioleta visible demostraron que el sistema de ecuaciones de Beer Lambert puede ser usado para mezclas. La aplicacion de la tecnica de cromatografia liquida de alta eficiencia permitio cuantificar sulfametoxazol y paracetamol. Los resultados obtenidos indican que a un pH de 7 se obtuvo la mayor remocion de los farmacos en las biomasas utilizadas. El tiempo de contacto para lograr la mayor adsorcion es de 60 minutos para el bagazo de cana y 20 minutos para la mazorca de maiz. Las temperaturas a las cuales se alcanzaron las remociones mas efectivas en bagazo de cana son 20@C para los analgesicos y 40@C para los antibioticos y 20@C en mazorca de maiz para todos los farmacos. Se consiguieron las tasas de remocion mas elevadas cuando los farmacos se encontraban en bajas concentraciones. El equilibrio y la cinetica de adsorcion se evaluaron usando los modelos de Langmuir y Freundlich y pseudo primer y pseudo segundo orden. Los datos experimentales en el rango de estudio se ajustaron al modelo de Freundlich y al modelo cinetico de pseudo segundo orden en ambas biomasas, mostrando que se trata de una adsorcion heterogenea en multiples capas.
Jonathan Stalin Ortega Solorzano Arianna Maria Zhunio Campoverde
104424080
OBTENCION DE ISOTERMAS DE ADSORCION DEL PLOMO (II) DEL EFLUENTE MINERO RIO ANTICONA CERRO DE PASCO UTILIZANDO EL CARBON ACTIVADO DE CASCARA DE NARANJA
El estudio emplea el carbon activado de cascara de naranja para la adsorcion de Pb (II) presente en el efluente minero rio Anticona de Cerro de Pasco. El experimento se llevo a cabo a pH de 3 y 5, por un tiempo de contacto de 120 minutos. El objetivo fue determinar la accion del carbon activado para la adsorcion de iones de plomo (II) del efluente minero rio Anticona. Las propiedades fisicoquimicas se estudiaron mediante evaluaciones de adsorcion de nitrogeno BET, microscopia electronica de barrido SEM y espectroscopia FTIR, el proceso de adsorcion fue analizada mediante espectroscopia de absorcion atomica, con una capacidad de adsorcion de 478,5mg Pb (II)ZL, que representa el 95,70 de remocion de Pb (II) Asimismo, se determino la cinetica de adsorcion el cual se ajusto al modelo pseudo segundo orden, y la isoterma que represento mejor a los datos experimentales fue de Freundlich, contextualizando al proceso de adsorcion como quimisorcion.
Ciencia Desarrollo
Humberto Dax Bonilla Mansilla Candelaria Nahir Tejada Tovar Jenny Del Pino Moreyra
209993188
Evaluacion de modelos termodinamicos de adsorcion en la remocion de antibioticos presentes en aguas sinteticas mediante biosorbentes
El presente trabajo de investigacion evalua la capacidad maxima de adsorcion que tiene la clinoptilolita modificada con surfactante (SMZ) la clinoptilolita acida (HCC) el carbon activado y biosorbentes, para el tratamiento de tres antibioticos de uso comun; la dicloxacilina, la ampicilina y el meropenem contenidos en aguas sinteticas. Se realizaron experimentos termodinamicos, con los equilibrios por lotes de adsorbente para determinar, por medio de curvas de calibracion en el espectrofotometro ultravioleta visible, las cantidades de antibiotico absorbidas y posteriormente realizar el ajuste de los datos experimentales a los modelos de isotermas de adsorcion de Langmuir, Freundlich y Dubinin Radushkevich. Los datos experimentales tuvieron un mejor ajuste al modelo de Dubinin Radushkevich lo que indica que la adsorcion se da por la distribucion de energia gaussiana en una superficie heterogenea, siendo el carbon activado el adsorbente con mayor selectividad ya que tiene interacciones con los tres antibioticos con una capacidad de adsorcion maxima por unidad de peso de biosorbente entre 21 y 140 mg/g y una afinidad por los antibioticos entre 59 y 248 mol2/kJ2, seguida de la SMZ que tuvo una fuerte capacidad de adsorcion de dicloxacilina entre 266 a 494 mg/g y alta afinidad entre 385 a 625 mol2/kJ2 y finalmente la HCC que tuvo capacidad de adsorcion solo para el meropenem entre 15 a 17 mg/g y una afinidad entre 160 y 488 mol2/kJ2. Estos valores fueron comparados con otros articulos de investigacion en el que evaluaban la capacidad de adsorcion de antibioticos que tienen el carbon activado a partir de Azolla filiculoides y la cascara de arroz, donde se concluyo que la clinoptilolita modificada con surfactante, la clinoptilolita acida y el carbon activado tuvieron mas capacidad y afinidad de adsorcion hacia los antibioticos.
Diana Milena Garcia Sanchez
150304459
Adsorcion de Trihalometanos en solucion acuosa utilizando Zeolita natural modificada
Los trihalometanos (THMs) se producen cuando los desinfectantes que contienen cloro reaccionan con materia organica natural presente en el agua a tratar, la velocidad de formacion de estas sustancias disminuye con el tiempo de contacto, pero aumenta con la dosis de cloro. Durante 1989 se examinaron las concentraciones de subproductos de la desinfeccion en 35 plantas de tratamiento en EE.UU. y se encontro que los THMs eran los compuestos presentes en mayor cantidad, los cuatro THMs mas comunes son el triclorometano (cloroformo) dibromoclorometano, diclorobromometano y tribromometano (bromoformo) Con el fin de estudiar una posible solucion a este problema, en este trabajo se realizaron pruebas de adsorcion con zeolita natural del Estado de Sonora, modificada superficialmente con el surfactante hexadeciltrimetilamonio (HDTMA) para determinar su capacidad de remocion de trihalometanos en solucion acuosa; se desarrollaron los experimentos de adsorcion a seis distintas concentraciones y a tres diferentes temperaturas, todos los datos de equilibrio se ajustan a la ecuacion de Langmuir, se pueden observar ligeras diferencias en la capacidad de adsorcion para cada contaminante, detectandose una mayor capacidad para dibromoclorometano y bromoformo. La fase hidrofobica en la superficie de la zeolita se comporta como un medio de particion para los THMs, por lo que la zeolita modificada con HDTMA puede ser utilizada para adsorber THMs en solucion acuosa.
Biotecnia
Victor Manuel Sanchez-Corrales Jesus Manuel Quiroz Castillo Roberto Leyva Ramos Octavio Cota Arriola Julieta Leyva Pacheco Daniel Garcia Bedoya Roberto Ramirez Leal Martin Eusebio Cruz Campas
108785775
Adsorcion de un complejo de hierro sobre nanocristales de dioxido de titanio utilizando un residuo piridina
Debido a que los fenomenos de adsorcion de tinturas sobre oxidos metalicos son de gran importancia en la busqueda de sistemas de conversion de energia solar, en este trabajo se presenta el comportamiento espectroscopico y electroquimico del complejo [Fe(pytpy2)(PF6)2 (donde pytpy es 4' (piridin 4 il) 2,2':6',2' terpiridina) en solucion fluida y anclado sobre una pelicula delgada de nanocristales de dioxido de titanio. La constante de formacion del aducto se estimo utilizando el modelo isotermico de Langmuir y se encontro un valor de 1,03x105 M 1 para dicho complejo. El anclaje del complejo sobre la superficie del oxido metalico semiconductor se debe a la interaccion del residuo de piridina con los sitios acidos de Lewis presentes en la superficie del TiO2. Se observo que las propiedades espectroscopicas y electroquimicas del complejo no se ven modificadas por la adsorcion.
Sebastian Francisco Priscila Andrea Astudillo Julio Alvaro Delgadillo Acevedo
181719863
Estudio de la influencia de las variables operacionales en la adsorcion de farmacos sobre residuos vegetales aplicando diseno experimental multivariante
El presente trabajo de titulacion forma parte del proyecto de Investigacion presentado a la DIUC de la Universidad de Cuenca, mismo que lleva por nombre "Evaluacion de contaminantes emergentes presentes en las aguas residuales de Ucubamba y su eliminacion por biosorcion y fitoremediacion" aportando el estudio de la influencia de las variables operacionales en la adsorcion de farmacos sobre residuos vegetales aplicando diseno experimental multivariante. En primer lugar, se desarrollo el diseno factorial completo 23, para tres variables o factores a manipularse, la concentracion inicial del farmaco, temperatura y tiempo de contacto, a su vez se mantuvo fijas los factores Cantidad de biomasa (segun el farmaco) pH 6 y velocidad de agitacion a 150 rpm. El proceso matematico y la interaccion de los factores se realizo en el software Minitab, para determinar una ecuacion que modele el comportamiento de adsorcion. Los resultados de las pruebas de diseno experimental se reflejan en ecuaciones polinomiales de simulacion de comportamiento durante un proceso de adsorcion por lotes (batch) con agitacion, para cada una de las biomasas siendo estas, Bagazo de Cana de azucar y Coronta o tuza de Maiz maduro, los farmacos adsorbidos en solucion acuosa fueron Sulfametoxazol, Ciprofloxacina, Paracetamol e Ibuprofeno. Se aplicaron los modelos cinetico y de equilibrio demostrando que ambas biomasas se ajustan mejor al modelo cinetico de Pseudo Segundo Orden y a diferentes modelos de isotermas de equilibrio dependiendo del farmaco estudiado, para las isotermas de Langmuir y Freundlich.
Christian Guillermo Barros Tenecora P Ortiz
139974486
Adsorcion de cobre (II) y cadmio (II) en suspensiones acuosas de CaCO3 biogenico nanoestructurado
Resumen En esta investigacion se propone el reuso de los desechos de conchas de ostion en forma de nanoestructuras de CaCO3 biogenico y su aplicacion como adsorbente de iones metalicos de cobre (II) y cadmio (II) en medios acuosos. Los experimentos de adsorcion se realizaron por lotes a partir de soluciones de sales metalicas preparadas a diferentes concentraciones. Se utilizaron los modelos de isotermas de adsorcion y su formulacion matematica para describir los equilibrios de adsorcion que ocurren en las nanoestructuras. Las capacidades maximas de adsorcion obtenidas experimentalmente fueron de 18,6 mgg 1 para los iones cadmio (II) y de 22,7 mgg 1 para los iones cobre (II) Ambas isotermas corresponden a una isoterma tipo H, indicando una alta afinidad de adsorcion y una fuerte interaccion adsorbato adsorbente. Basado en los coeficientes de adsorcion (Kd) y los valores de porcentajes de metal removido, la secuencia de selectividad de los metales es cadmio (II) cobre (II) para ser adsorbido en las nanoestructuras. Los resultados de caracterizacion mostraron que el CaCO3 obtenido a partir de fuentes biogenicas de conchas de ostion es altamente cristalino y polimorfo, compuesto por una mezcla de las fases de calcita y aragonita, predominando la forma romboedrica en tamanos nanometricos. Con estos resultados, se propone que con las nanoestructuras de CaCO3 obtenidas a partir de fuentes biogenicas tales como las conchas de ostion, es factible su uso para remover metales pesados de medios acuosos.
Candelario Ramon de los Santos Juan Barajas Fernandez German Perez Hernandez Miguel Angel Hernandez Rivera Laura Lorena Diaz Flores
214208158
Adsorcion de metales estrategicos sobre materiales carbonosos
El agua es un recurso clave para la vida y todo tipo de actividad. Sin embargo, la industria es responsable de que la calidad de las aguas haya disminuido debido al vertido incontrolado. De hecho, la concentracion de iones metalicos en aguas industriales es considerable, entre ellos existe un creciente interes en los llamados "metales estrategicos" como son cobalto, galio e indio, debido al amplio abanico de aplicaciones y su escasez. En consecuencia, desde la misma industria se proponen diferentes tecnologias para la recuperacion de estos metales estrategicos, como pueden ser la extraccion liquido liquido y el tratamiento electroquimico. En cambio, estas presentan el principal problema de que requieren el condicionamiento de la corriente y preconcentracion de estos metales estrategicos, lo cual supone un elevado impacto y coste. De entre todas las tecnicas disponibles se propone la adsorcion como alternativa, ya que es un proceso que permite el tratamiento de contaminantes en disolucion acuosa, buena implantacion a gran escala, baja sensibilidad a toxicos y sus costes son relativos, dependiendo principalmente del coste del adsorbente. Se propone entre todos los posibles adsorbentes se propone el carbon activado, debido a la elevada superficie especifica que presenta y a que permite la modificacion de su quimica superficial para promover la adsorcion de especies ionicas. Se estudia el carbon comercial F400 y varios carbones activos mesoporosos sintetizados en el laboratorio empleando el metodo de replica, usando sacarosa como fuente de carbono y gel de silice como plantilla. Estos adsorbentes fueron caracterizados empleando las siguientes tecnicas: isoterma de adsorcion desorcion de nitrogeno, potencial Z, microscopia electronica de barrido, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y termogravimetria. En primer lugar, se procede a realizar los ensayos en discontinuo en termo bloque y en condiciones controladas. Se evalua la cinetica de adsorcion para cada material ensayado, teniendo en cuenta los diagramas de especiacion. En primer lugar, destaca la diferencia en la velocidad de adsorcion empleando carbon comercial y los carbones activados mesoporosos, ya que estos alcanzan el equilibrio en 4 dias y 15 minutos, respectivamente. Esto es debido los amplios tamanos de poro promedio que presentan los carbones mesoporos sintetizados, en comparacion con el comercial. A su vez las capacidades de adsorcion de los carbones mesoporosos sintetizados para la adsorcion de cobalto, galio e indio, son mayores que las del carbon comercial. El que presenta mayores capacidades de adsorcion es el carbon MCO1, describiendo una isoterma de tipo H4 de alta afinidad en el caso del cobalto y el galio, mientras que, para el indio, este describe una isoterma tipo L2 en monocapa. Incluso empleando el adsorbente anteriormente mencionado, este llega a unas capacidades maximas de adsorcion de 0,076; 0,093 y 0,078 mmol g, para cobalto, galio e indio, respectivamente.
Ignacio Bernabe Virseda