Estudio de Adsorción de Zn(II) y Cu(II) mediante esferas del hidrogel quitosano-pva” en sistemas por lote y continuo

Abstract

En el presente trabajo se sintetizaron hidrogeles quitosano-poli(vinil alcohol) entrecruzados con etilenglicol diglicidil éter (Q/EGDE/PVA), en proporciones de Q/PVA de 35/65, 50/50 y 65/35 % en peso y mediante pruebas de adsorción se determinó que la mejor capacidad de adsorción para Cu (II) y Zn (II) se obtuvo con la proporción 35/65 % en peso. Se caracterizó el adsorbente mediante FT-IR, SEM-EDS y XRD, además se determinó el pH del punto cero de carga (pH-ZPC) que fue de 7.5. A partir de pruebas de adsorción con cada metal, se determinó que a un pH inicial de 5 en las soluciones, se obtuvo la mayor capacidad de adsorción. Los resultados muestran que la selectividad del material por el Cu (II) es mayor que por el Zn (II) y que tiene buen potencial para remover Cu (II) en solución acuosa inclusive en presencia de iones Zn (II), lo cual mejoró la capacidad de adsorción de Cu (II). Se calcularon los parámetros termodinámicos, H, S y G, a partir de los resultados de las cinéticas e isotermas de adsorción a temperaturas de 25, 35, 45 y 55°C para Cu (II) y Zn (II), respectivamente. Para ambos iones, los procesos de adsorción fueron endotérmicos (HCu (II) 28.6 ± 1.8 y HZn (II) 39.5 ± 4.8 kJ/mol), y se corroboró que el proceso de adsorción predominante fue fisisorción, y la tendencia negativa de las G respecto al aumento de la temperatura mostró que los procesos ocurrieron espontáneamente. También, se realizaron pruebas de adsorción en continuo, utilizando una columna de vidrio. Con esto se observó la influencia que tiene la altura del lecho y el flujo de alimentación de la solución en el tiempo de utilidad del adsorbente. La capacidad de regeneración del hidrogel, fue estudiada mediante pruebas por lotes, utilizando como agentes regenerantes soluciones de HCl, HNO3 y EDTA ajustadas a pH de 2, 3 y 4. Los experimentos se realizaron a 4 tiempos; 0.5, 1, 3 y 10 h, con esto se determinó que 30 min fueron suficientes para regenerar el material. Además se realizaron 4 ciclos de saturación-regeneración que permitieron observar una disminución de la capacidad de adsorción del material después de la cuarta saturación con cada ion en lote.