Preparación y caracterización de carbón activado y sílice mesoestructurada tipo sba-15 magnetizada para explorar su capacidad de adsorción de fenol y 4-nitrofenol

Abstract

Los sólidos, carbón activado granular y sílice mesoestructurada SBA-15 fueron sometidos a un proceso de modificación mediante el cual se depositaron nanopartículas de magnetita Fe3O4 a la superficie de los sólidos de partida, utilizando el método de coprecipitación de las nanopartículas en la preparación de compositos. Los sólidos preparados fueron caracterizados mediante isotermas de adsorción de nitrógeno a -196°C, microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia infrarroja y Raman (IR), calorimetrías y titulación potenciométrica.

Dichos materiales fueron ensayados para evaluar su capacidad de adsorción en soluciones modelo como 4-nitrofenol y fenol de distintas concentraciones, realizando las respectivas isotermas ajustando los resultados experimentales a los modelos de Langmuir, Freundlich y Redlich-Peterson. Adicionalmente, se determinaron las interacciones sólido-líquido mediante calorimetría de inmersión de los sólidos porosos en soluciones de concentración conocida de dichos solutos. De esta forma, se obtienen materiales mesoporosos con áreas que han disminuido entre 77.4 a 80 % y valores entre 136-192 m2/g, también se evidenció experimentalmente una mayor afinidad de los sólidos carbonosos por el fenol y de la SBA-15 por el 4-nitrofenol.

The solids, granular activated carbon, and SBA-15 mesostructured silica were sometimes a modification process whereby Fe3O4 magnetite nanoparticles were deposited on the surface of the starting solids, using the nanoparticle co-precipitation method in composites preparation. The prepared solids were characterized by means of nitrogen adsorption isotherms at -196 ° C, scanning electron microscopy (SEM), infrared and Raman (IR) spectroscopy, calorimetry and potentiometric titration.

Said materials were evaluated to evaluate their adsorption capacity in model solutions such as 4-nitrophenol and phenol of different concentrations, to evaluate the respective isotherms adjusting the experimental results to the models of Langmuir, Freundlich, and Redlich-Peterson. Furthermore, solid-liquid interactions were determined by immersion calorimetry of porous solids in known concentration solutions of said solutes. In this way, mesoporous materials with areas that have decreased between 77.4 to 80% and values between 136-192 m2 / g were used, an increased affinity of carbonaceous solids for phenol and SBA-15 for the 4-nitrophenol.