Desarrollo de material híbrido a partir de fibras de Estropajo (Luffa cylindrica spp.) como soporte para metales de transición en la remoción de contaminantes emergentes en aguas

Abstract

Las actividades industriales han incrementado la presencia de contaminantes emergentes en el agua, los cuales generan afectación al ser humano y medio ambiente. Por lo tanto, se han estudiado alternativas para erradicarlos a través de métodos como la adsorción, el cual utiliza un material adsorbente como materiales lignocelulósicos para remover metales pesados del agua. En este trabajo de investigación se empleó la Luffa cylindrica spp, la cual fue sometida a un pre-tratamiento denominado organosolv y un tratamiento químico de oxidación selectiva por el sistema NaBr/TEMPO/NaOCl para la conversión de los grupos OH a grupos COOH en el C6 de la glucosa. Posterior, se depositó Cu y Zn sobre la superficie de la Luffa a través de métodos de impregnación en húmedo de tipo monometálicas y bimetálicas, obteniendo 5 materiales impregnados. A partir de esto, se evaluaron todos los materiales en la remoción de Pb (II) variando el tiempo de contacto, velocidad de agitación, masa del adsorbente, pH de la solución y concentración de la solución de Pb (II), obteniendo una capacidad de adsorción de 6.27 mg/L y un porcentaje de remoción de 99.38 % a un pH 6 y una concentración inicial de 10.5 mg/L utilizando el material denominado F-Zn/Cu. Esto sugiere que el pre-tratamiento, el tratamiento químico y las impregnaciones mejoraron la interacción entre el material híbrido y el contaminante. Así mismo, se realizaron caracterización química, de superficie, estructural, morfológica y térmica a través de técnicas como FTIR, pHpzc, DRX, SEM y TGA, verificado las modificaciones realizadas en cada uno de los materiales sintetizados (Texto tomado de la fuente).

Industrial activities have increased the presence of emerging contaminants, which affect human beings and the environment. Therefore, alternatives have been studied to reduce them through methods such as adsorption, which uses lignocellulosic materials to remove heavy metals from water. In this research work, Luffa cylindrica spp. was used, which was subjected to an Organosolv pre-treatment and a chemical treatment of selective oxidation by the NaBr/TEMPO/NaOCl system for the conversion of OH groups to COOH groups in the C6 of glucose. Subsequently, Cu and Zn were deposited on the Luffa surface through monometallic and bimetallic wet impregnation methods, obtaining 5 impregnated materials. All the materials were evaluated in the removal of Pb (II) changing the contact time, agitation speed, adsorbent mass, solution pH and concentration of the Pb (II) solution, resulting in an adsorption capacity of 6.27 mg/L and percentage removal of 99.38 % at pH 6 and an initial concentration of 10.5 mg/L using the material called F-Zn/Cu. This suggests that the pre-treatment, chemical treatment and impregnations improved the interaction between the hybrid material and the contaminant. In addition, chemical, surface, structural, morphological and thermal characterization was carried out through techniques such as FTIR, pHpzc, XRD, SEM and TGA to verify the modifications made in each of the synthesized materials.