Efecto de la modificación de las semillas de guayaba en la remoción de Cr(VI) de soluciones acuosas en procesos tipo batch

Abstract

Michoacán is the largest producer of guavas in Mexico, nevertheless the industry only exploits the pulp, discarding approximately 8500 t/year of seed. Guava seed is considered a lignocellulosic residue; such wastes have functional groups capable of removing heavy metals. El-Nemr et al. (2007) showed that natural guava seeds exhibit acceptable sorption capacity Cr (VI) in solution. The chemical modification of the outer surface of the guava seeds can generate a positive effect on the removal of Cr (VI). Therefore the objective of this study was to evaluate the effect of acidic surface modification of guava seeds in its sorption capacity of Cr (VI). Kinetic and equilibrium sorption experiments with natural seed (SN) and modified seed (SM) were performed. The experimental data were fitted to mathematical models that describe kinetics and isotherms. This results exhibit that kinetics of SN and SM showed a similar behavior to chemisorption, regardless the conditions of pH and temperature. Furthermore isotherm models indicate that metal adsorption takes place in a monolayer form, both SN and SM. Also it was shown that depending on the conditions of pH, temperature and chemical treatment guava seeds are capable of chemically reduce Cr (VI). A factorial experimental design was used to determine that acid modification of natural guava seeds affects positively the removal of chromium in solution. Conditions like pH, temperature and biomass type influence directly the removal mechanism: anion adsorption or adsorption coupled reduction.

Michoacán es el primer productor de guayaba en México. La mayor parte de la producción se industrializa, aprovechándose únicamente la pulpa, descartándose 8500 ton /año de semilla. La semilla de guayaba es considerada un residuo lignocelulósico; este tipo de residuos contienen grupos funcionales capaces de remover metales pesados. El-Nemr et al. (2007) demostraron que la semilla de guayaba natural posee la capacidad de biosorber Cr(VI) en solución. La modificación química de la superficie de las semillas de guayaba puede generar un efecto positivo en la remoción de Cr(VI). Por lo que el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto que tiene la modificación ácida de la superficie de las semillas de guayaba sobre su capacidad de porción de Cr(VI). Se realizaron experimentos de cinética y equilibrio de porción con semilla natural (SN) y semilla modificada (SM). Los datos experimentales se ajustaron a modelos matemáticos, que describen las cinéticas y las isotermas de adsorción. Las cinéticas en conjunto con el análisis de espectroscopia de IR indican que independientemente de las condiciones de pH y temperatura, la remoción de cromo por SN y SM exhibe un comportamiento similar a una quimisorción. Las isotermas de ambos tipos de biosorbentes muestran que la adsorción del metal se da en forma de una monocapa. Además se demostró que en función de las condiciones de pH, temperatura y tratamiento químico la semilla de guayaba puede reducir químicamente el Cr(VI). Con la aplicación de un diseño experimental del tipo factorial 22 se determinó que la modificación ácida de la semilla natural favorece la remoción de cromo en solución. Las condiciones de pH, temperatura y biomasa influyen en el mecanismo de remoción.