Síntesis de carbón activado a partir de cáscara de cacao para la remoción de mercurio (Hg2+) en soluciones acuosas

Abstract

La presencia del ión mercurio (Hg2+) en ecosistemas acuáticos, producto de procesos de minería artesanales, es un grave problema ambiental y de salud que insta a implementar estrategias que permitan remover este catión. Una forma viable, económica y eficaz es por medio de carbones activados (CA) sintetizados a partir de residuos agroindustriales. Esto conlleva un doble beneficio, generar productos de valor agregado aprovechando residuos agroindustriales y eliminar Hg2+ en cuerpos de agua. El propósito principal de esta investigación fue sintetizar CA a partir de cáscara de cacao para la remoción de Hg(II) en soluciones acuosas. Para esto, se llevó acabo la síntesis de los CA utilizando un diseño experimental 23, con tres variables de estudio: relación de impregnación, temperatura y tiempo de activación, evaluadas en dos niveles y como variables respuesta se determinaron: el área superficial y el contenido de ceniza. La caracterización textural y estructural de los carbones activados, se realizó a partir de adsorción/desorción de N2 para la obtención del área superficial por el método BET y, se tomaron espectros IR y Raman, para confirmar los grupos funcionales y el grado de ordenamiento. Por último, se evaluó la capacidad de adsorción del Hg2+ por parte del CA mediante isotermas de adsorción de Langmuir, Freundlich y Temkin y la cuantificación del Hg2+ en agua se realizó por espectroscopia ICP-OES. Se determinó que la temperatura de activación y la relación de impregnación son variables significativas sobre el área superficial. El CA sintetizado a 600 OC, durante 60 min y una relación de impregnación de 4:1 obtuvo la mayor área superficial (815 m2/g). Se confirmó la presencia de grupos funcionales como grupos alcoxi y carbonilos. Los CA sintetizados presentaron un comportamiento de adsorción que corresponde al modelo de Freundlich, por lo que presenta una adsorción multicapa en sitios heterogéneos.