Caracterización y aplicación de bagazo de agave como biosorbente para la remoción de Cd(II) de medios acuosos

Abstract

This work was focused in to evaluate the Cd(II) adsorption capacity onto agave bagasse and their characterization by several techniques such as Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (DRX) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). The Cd(II) adsorption capacity was evaluated as function of pH, particle size, biosorbent dosage, time, and Cd(II) concentration. For this, the experiments were performed by contact of agave bagasse with a synthetic solution containing Cd(II) from the salt Cd(NO3)2 at room temperature. The results showed that the adsorption capacity increases proportional to pH, and inversely to particle size and dosage. Thus, at pH 5.5, using agave bagasse <250 ?m and 0.4 g of biosorbent, the adsorption capacity was maximized. At these conditions, the adsorption percent is higher than 90%. The Cd(II) adsorption kinetic is very fast reaching the maximum adsorption capacity in only 5 minutes with an adsorption percent of 93.12%, unlike other biosorbents. The kinetic data were fitted to pseudosecond-order equation indicating that the adsorption of Cd(II) occurs by chemisorption mechanism. The kinetic constants k2 was 1.1952 (g/mg min) and the equilibrium adsorption capacity qe was 10.0402 mg/g. The isotherm showed that the biosorbent saturation was achieved at 30.085 mg/g. The Langmuir model describe properly the experimental data, then the adsorption of Cd(II) onto agave bagasse is carried out as monolayer. The obtained constants for Langmuir model were KL 0.0695 L/mg and qmax de 28.9855 mg/g.

El objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar la capacidad de adsorción del bagazo de agave y caracterizarlo mediante técnicas como Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), Difracción de Rayos X (DRX) y Espectroscopía de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR). La capacidad de adsorción fue evaluada en función del pH, tamaño de partícula, masa de biosorbente, tiempo y concentración de Cd(II). Se realizaron experimentos poniendo en contacto el bagazo de agave con una solución sintética de Cd(II) preparada a partir de Cd(NO3)2 a temperatura ambiente. Los resultados mostraron que la capacidad de adsorción se incrementa con el pH, aumenta al reducir el tamaño de partícula y disminuye con el aumento de la masa de biosorbente. Así las condiciones para maximizar la adsorción de Cd(II) en el bagazo de agave son pH 5.5, tamaño de partícula < 250 ?m y masa de biosorbente 0.4 g, lográndose adsorción superior al 90%. Respecto a la cinética de adsorción de Cd(II) se obtuvo que ésta es muy rápida, requiriendo de 5 minutos para obtener 93.12% de adsorción, a diferencia de otros biosorbentes. Los datos cinéticos fueron ajustados a un modelo de pseudo-segundo orden, lo que indica que la adsorción de Cd(II) se lleva a cabo por quimisorción; el valor de la constante cinética es k2 1.1952 (g/mg min) y la capacidad de adsorción en el equilibrio qe es 10.0402 mg/g. A partir de la isoterma, se obtuvo que la saturación del biosorbente ocurre a 30.085 mg/g. El modelo de Langmuir fue el que mejor ajustó a los datos experimentales indicando que la adsorción se lleva a cabo en monocapa. Las constantes obtenidas de la isoterma de Langmuir fueron KL de 0.0695 L/mg y qmax de 28.9855 mg/g.