cascaras de la fruta piña (Ananas comosus) para remover metales pesados (Cd2+, Pb2+) desde soluciones acuosas

Abstract

Existen diversos estudios de carbones activados preparados con diferentes precursores para la adsorción de metales pesados en efluentes líquidos, sin embargo no existe información de la utilización de las cascaras de piña que por su contenido en celulosa, hemicelulosa y lignina son específicas para este fin; por tal motivo en el siguiente trabajo de investigación se dio valor agregado a este residuo constituyendo una alternativa con el medio ambiente aplicándolo en la remoción de Pb2+ y Cd2+ desde solución acuosa. Se preparó los adsorbentes de carbón a partir del precursor de las cascaras de la fruta piña (ananas comosus); mediante activación física, a diferentes temperaturas de pirolisis (400 °C, 500 °C y 600 °C) en diferentes ambientes inerte, N2 (g) y oxidante, CO2 (g), respectivamente. La caracterización de la textura de los carbones activados se realizó por medio de la adsorción de nitrógeno a -196 °C y microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar el área superficial, volumen de poro y formación del poro respectivo. Por espectroscopia de infrarrojo FTIR se estudió la química superficial de los carbones. Se midió las propiedades adsorbentes de los carbones obtenidos mediante la adsorción de metales pesados (Pb2+ y Cd2+) desde soluciones acuosas. Se estudió el efecto de la dosificación de la masa adsorbente, el efecto del tiempo de contacto sólido - líquido y el efecto del pH sobre la adsorción de los metales; encontrándose las condiciones óptimas para la adsorción; 200 mg de adsorbente, tiempo de contacto de 3 horas y a pH natural, con las cuales se logró remover el 98,64 % de cadmio con el carbón CC600, mientras que, con el carbón CN600 se adsorbió un 87,64 % de plomo, desde las soluciones acuosas. Los datos experimentales obtenidos se ajustaron según los modelos de las isotermas de adsorción, Freundlich y Langmuir; encontrándose que los valores experimentales linealizados se ajustan muy bien al modelo de la isoterma de adsorción de Langmuir, donde se produce la quimisorción de los metales pesados de plomo y cadmio desde las soluciones acuosas.