Adsorción de solventes orgánicos desde fase gas y fase líquida orgánica sobre carbones activados modificados. Caracterización energética

Abstract

Se evaluó la adsorción desde fase gas y fase líquida de benceno, tolueno, ciclohexano y hexano sobre cinco muestras de carbón activado modificadas térmica y químicamente, caracterizando los sólidos por medio de diferentes técnicas. Para la fase gas se evaluaron las isotermas de adsorción de los hidrocarburos sobre los sólidos porosos, mientras que para la fase líquida se emplearon como adsorbatos soluciones de los compuestos orgánicos; posteriormente las isotermas se ajustaron a los modelos de Langmuir y Freundlich. También se determinaron las cinéticas de adsorción y se ajustaron a los modelos de pseudo primer y pseudo segundo orden, así como al modelo de difusión intraparticular. Para evaluar la energía involucrada en la interacción entre los adsorbatos y los sólidos, se calcularon los parámetros del modelo Dubinin-Radushkevich y Dubinin-Radushkevich-Kaganer para determinar la energía característica de adsorción de los solventes desde fase gas y fase líquida y el volumen de microporo (fase gas); además, se realizó la inmersión de los sólidos en benceno, tolueno, ciclohexano y hexano y en mezclas binarias de los mismos para obtener la entalpía de inmersión para los solventes puros y las mezclas; para estas últimas se calculó la entalpía diferencial a fin de evaluar la contribución del soluto y del componente sólido-solvente al proceso de interacción. Se encontró que la adsorción e interacción sólido-adsorbato se favorece si el sólido tiene mayor área superficial, volumen de microporo, carácter básico e hidrofóbico y menor contenido de grupos ácidos y si los adsorbatos son de naturaleza aromática y presentan arreglo planar para apilarse en la estructura porosa. (Texto tomado de la fuente).

The adsorption from gas phase and liquid phase of benzene, toluene, cyclohexane and hexane on five thermally and chemically modified activated carbon samples was evaluated, characterizing the solids by means of different techniques. For the gas phase, the adsorption isotherms of hydrocarbons on porous solids were evaluated, while solutions of organic compounds were used as adsorbates for the liquid phase; subsequently, the isotherms were adjusted to the Langmuir and Freundlich models. Adsorption kinetics were also determined and fitted to pseudo first and pseudo second order models, as well as to the intraparticle diffusion model. For evaluating the energy involved in the interaction between the adsorbates and the solids, the parameters of the Dubinin-Radushkevich and Dubinin-Radushkevich-Kaganer models were calculated to determine the characteristic adsorption energy of the solvents from the gas and liquid phases and the volume of micropore (gas phase); In addition, the solids were immersed in benzene, toluene, cyclohexane and hexane and in binary mixtures thereof to obtain the enthalpy of immersion for the pure solvents and the mixtures; for the latter, the differential enthalpy was calculated in order to evaluate the contribution of the solute and the solid-solvent component to the interaction process. It was found that the solid-adsorbate adsorption and interaction is favored if the solid has a higher surface area, micropore volume, basic and hydrophobic character and lower content of acid groups and if the adsorbates are aromatic in nature and have a planar arrangement to stack on the porous structure.