Obtención de carbón activado a partir de cáscara de aguacate para remoción de fluoruros de soluciones acuosas

Abstract

In this study, was carried out assessing activated carbon (CAP) and activated carbon modified with CaCl2 (CAMP) using as base material Hass avocado peel order to correlate their physicochemical and morphological characteristics with capacity of fluoride adsorption in aqueous solutions. To obtain CAP, a thermal method with a nitrogen atmosphere (N2) was used; CAMP modification was carried out by wet impregnation with CaCl2. Both materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy X-ray (EDS), infrared spectrometry, Fourier transform (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), surface area by the method of Branauer Emmett and Teller (BET) and isoelectric point (IEP). Subsequently, the chemical characteristics were evaluated according to the ASTM standards and the concentration of active sites by the Boehm method. To determine the kinetics and equilibrium parameters of the system, fluoride adsorption tests were carried out in a batch system. The micrographs of the treated peel revealed a smooth and low porous surface compared to those after calcination where CAP presents an amorphous and porous surface, after the modification spherical particles of Ca were observed on the surface of CAMP. The determination of the surface groups indicates an increase in the concentration for CAMP with respect to CAP, which is verified with the FTIR spectra. Adsorption experiments showed that CAP does not have an affinity for F-, however, there is an increase in fluoride adsorption after the modification of the material with CaCl2.

En el presente trabajo de investigación, se llevó a cabo la evaluación de carbón activado (CAP) y carbón activado modificado con CaCl2 (CAMP) utilizando como materia base la cáscara de aguacate Hass con el objetivo de correlacionar sus características fisicoquímicas y morfológicas con su capacidad de adsorción de fluoruro en soluciones acuosas. Para la obtención de CAP se utilizó un método térmico con atmósfera de nitrógeno (N2), la modificación de CAMP se realizó por impregnación húmeda con CaCl2. Ambos materiales se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS), espectrometría de infrarrojo por transformada de Fourier (FT-IR), difracción de rayos X (DRX), área superficial por el método de Branauer Emmett y Teller (BET) y punto isoeléctrico (IEP). Posteriormente, se evaluaron las características químicas de acuerdo con las normas ASTM y la concentración de sitios activos por el método de Boehm. Para la determinación de los parámetros de cinética y equilibrio del sistema se efectuaron pruebas de adsorción de fluoruro en un sistema por lotes. Las micrografías de la cáscara tratada revelaron una superficie lisa y poco porosa comparadas con las posteriores a la calcinación donde CAP presenta una superficie amorfa y porosa, posterior a la modificación se observan partículas esféricas de Ca en la superficie de CAMP. La determinación de los grupos superficiales indica un aumento en la concentración para CAMP con respecto a CAP, lo cual se comprueba con los espectros FTIR. Los experimentos de adsorción arrojaron como resultado que CAP no presenta una afinidad por el F-, sin embargo, existe un incremento en la adsorción de fluoruro posterior a la modificación del material con el CaCl2.