Nanotecnología aplicada a la modificación de zeolita clinoptilolita para la remoción de plomo en agua
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Universidad Autónoma de Baja California.
Resumen
El uso de materiales nanocompuestos adsorbentes para lograr la remoción de contaminantes en agua se ha considerado como una aplicación promisoria en la producción de agua potable. En este trabajo de investigación se sintetizó un material nanocompuesto usando como soporte una zeolita natural, abundante y de bajo costo, para mejorar su capacidad adsorbente de iones de plomo (Pb2+) disueltos en agua. Para esto se usó como materia prima un mineral rocoso con alto contenido de la zeolita clinoptilolita, el cual fue extraído desde una mina ubicada en San Luis Potosí, México. A partir de este, una fracción de polvo fino (FP) conteniendo una fase cristalina más pura de clinoptilolita, fue recuperada mediante la pulverización de la muestra, seguida de la separación del polvo flotante por sedimentación en agua. Luego, este polvo fue tratado a condiciones ácidas para generar H-FP, y luego con calcinación a 400°C para producir HT-FP. Este último fue usado como material soporte para la síntesis secuencial e "in situ" de nano partículas de óxido de zinc (ZnO) y de oxi/hidróxido de hierro (α-FeOOH), generando así el material HT-FP/ZnO/α-FeOOH. La síntesis de las nanoestructuras fue realizada por el método hidrotermal.
Los materiales fueron analizados en su composición química utilizando la técnica de Espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) y la Espectroscopía Fotoelectrónica de rayos X (XPS). Las estructuras cristalinas fueron estudiadas por Difracción de rayos X (DRX); la morfología fue observada por Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM); el área superficial y tamaño de poro fue estimado por fisisorción de nitrógeno (BET); mientras que el tamaño de los nanomateriales fue determinado por Dispersión de Luz Dinámica (DLS) y Espectroscopía de Ultravioleta Visible (UV-Vis). La capacidad del material propuesto para lograr la adsorción de Pb2+ se evaluó por voltamperometría de redisolución anódica de onda cuadrada (SWASV), encontrándose una adsorción de 201.4 mg/g y el ajuste a una cinética de segundo orden para la isoterma de Langmuir.
Este trabajo también logró demostrar que la muestra FP resultó más estable al tratamiento con ácido y calcinación, y presentó una fase cristalina más similar a la de la zeolita clinoptilolita en un estado más puro, comparada con el mineral pulverizado y la otra fracción de polvo recuperada después de la separación por sedimentación.
Descripción
Palabras clave
Ingeniería||Tesis y disertaciones académicas||Zeolitas