Evaluación del efecto de la modificación de la superficie de una zeolita natural mexicana para la remoción de iones Pb+2, Cu2+ y degradación de fenol

Abstract

For several decades, research on zeolites has increased significantly, because this type of zeolite materials are used as catalysts, adsorbents, water softeners, among others, besides having properties of adsorption and ion exchange. Ion exchange is one of the most important properties that presents the zeolite, because on the one hand this property exchange has application in the processes of removing metal ions from contaminated water, and moreover, may make modifications zeolites to change their surface properties (affinity for organic compounds). Because of this the present work has as main objective to evaluate the effect of modifying the surface of a Mexican natural zeolite with modifiers for the removal of Pb2 +, Cu2 + ions and phenol degradation agents. One from rock clinoptilolite type zeolite state of Jalisco, Mexico was used to perform the above. It was ground, sieved and characterized by the following techniques XRD, SEM, IR and Raman spectroscopy, surface modified with sodium (process homoionización) chloride to increase their sorption capacity for metal and titanium oxide ion to give it a fotocalíticopara effect degradation of organic compounds, then evaluated their selectivity in removing heavy metal ions (lead and copper) from aqueous solutions, as well as if presented fotocalítico effect on the degradation of phenol. The results showed that the sample modified with NaCl has a higher sorption capacity compared to natural zeolite for lead and copper ions, with the modified zeolite with TiO2 is has a similar clearance with the zeolite with NaCl, but to a lesser time. For the degradation of phenol in which only the TiO2 impregnated zeolite was used, it was found that this presents a good photocatalytic activity for degradation of the contaminant.

Desde hace algunas décadas, la investigación sobre zeolitas se ha incrementado de manera importante, debido a que este tipo de materiales zeolíticos se utilizan como catalizadores, adsorbentes, suavizantes de agua, entre otras, además de poseer propiedades de adsorción y de intercambio iónico. El intercambio iónico es una de las propiedades más importantes que presenta la zeolita, debido a que por un lado esta propiedad de intercambio tiene aplicación en los procesos de remoción de iones metálicos en aguas contaminadas, y por otra parte, se pueden llevar a cabo modificaciones de las zeolitas para cambiar sus propiedades superficiales (afinidad por compuestos orgánicos). Debido a lo anterior el presente trabajo tiene como objetivo principal evaluar el efecto que tiene la modificación de la superficie de una zeolita natural mexicana con agentes modificadores para la remoción de iones Pb2+, Cu2+ y degradación de fenol. Para llevar a cabo lo anterior, se utilizó una roca zeolítica tipo clipnotilolita proveniente del estado de Jalisco, México. Se molió, tamizó y caracterizó mediante las siguientes técnicas DRX, MEB, IR y RAMAN, se modificó su superficie con cloruro de sodio (proceso de hominización) para aumentar su capacidad de porción para iones metálicos y con óxido de titanio para darle un efecto fotocalíticopara la degradación de compuestos orgánicos, posteriormente se evaluó su selectividad en la remoción de iones metales pesados (plomo y cobre) de soluciones acuosas, así como también si presenta efecto fotocalítico en la degradación de fenol. Los resultados mostraron que la muestra modificada con NaCl tiene una mayor capacidad de porción en comparación con la zeolita natural para iones de plomo y cobre, con la zeolita modificada con TiO2 se tiene una remoción similar que con la zeolita con NaCl, pero en un menor tiempo.