Adsorción de colorante de naranja de metilo sobre carbón activado preparado a partir de cáscara de cupuaçu
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i14.44394Palabras clave:
Biomasa residual; Adsorbente; Tinte textil; Modelos cinéticos.Resumen
La contaminación de cuerpos de agua por sustancias químicas sintéticas, como tintes textiles, representa un grave problema ambiental, ya que muchos de estos compuestos son tóxicos y pueden causar daños al medio ambiente y a la salud humana. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la eficiencia del carbón activado obtenido de la corteza de cupuaçu en el proceso de adsorción del colorante naranja de metilo. El adsorbente se preparó mediante activación química utilizando ácido fosfórico al 85% seguido de carbonización a 500 oC durante 60 minutos. Las pruebas de adsorción se realizaron por lotes utilizando diferentes masas de carbón activado diluidas en una solución colorante a 10 mg/L. Los resultados de las pruebas cinéticas mostraron que el equilibrio se alcanzó después de 10 minutos, con casi el 100% de eliminación, capacidad máxima de adsorción de 9,50 mg/g (mads = 50 mg) y 19,70 mg/g (mads = 25 mg). Los datos experimentales se ajustaron a modelos cinéticos de pseudo-primer orden, pseudo-segundo orden y difusión intrapartícula, siendo el pseudo-segundo orden el que mejor describió el proceso, resultando en valores más cercanos al máximo adsorbido capacidad en equilibrio, experimental y calculada. De esta manera, el carbón activado de cáscara de cupuaçu mostró un excelente potencial en estudios de adsorción de naranja de metilo, convirtiendo se en una alternativa prometedora en la remediación de contaminantes orgánicos.
Citas
Alves, J. L. F., Silva, J. C. G., Mumbach, G. D., Domenico, M. D., Bolzan, A., Machado, R. A. F., & Marangoni, C. (2022). Evaluating the bioenergy potential of cupuassu shell through pyrolysis kinetics, thermodynamic parameters of activation, and evolved gas analysis with TG/FTIR technique. Thermochimica Acta, 711, 179187. https://doi.org/10.1016/j.tca.2022.179187
Alyasi, H., Mackey, H., & Mckay, G. (2023). Adsorption of Methyl Orange from Water Using Chitosan Bead-like Materials. Molecules, 28(18), 6561. https://doi.org/10.3390/molecules28186561
Antunes, E. C. E. S., Pereira, J. E. S., Ferreira, R. L. S., Medeiros, M. F. D., & Barros Neto, E. L. (2018). Remoção de corante têxtil utilizando a casca do abacaxi como adsorvente natural. Holos, 3, 81-97. https://doi.org/10.15628/holos.2018.5334
Barakat, M. A., Selim, A. Q., Mobarak, M., Kumar, R., Anastopoulos, I., Giannakoudakis, D., Bonilla-Petriciolet, A., Mohamed, E. A., Seliem, M. K., & Komarneni, S. (2020). Experimental and theoretical studies of methyl orange uptake by Mn–rich synthetic mica: insights into manganese role in adsorption and selectivity. Nanomaterials, 10(8), 1464. https://doi.org/10.3390/nano10081464
Cheah, W., Hosseini, S., Khan, M. A., Chuah, T. G., & Choong, T. S. Y. (2013). Acid modified carbon coated monolith for methyl orange adsorption. Chemical Engineering Journal, 215-216, 747-754. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.07.004
Cheung, W. H., Szeto, Y. S., & McKay, G. (2007). Intraparticle diffusion processes during acid dye adsorption onto chitosan. Bioresource Technology, 98(15), 2897-2904. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.09.045
Djilani, C., Zaghdoudi, R., Djazi, F., Bouchekima, B., Lallam, A., Modarressi, A., & Rogalski, M. (2015). Adsorption of dyes on activated carbon prepared from apricot stones and commercial activated carbon. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 53, 112-121. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.02.025
Foo, K. Y. & Hameed, B. H. (2010). Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal, 156(1), 2-10. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.09.013
Gómez, V., Larrechi, M. S., & Callao, M. P. (2007). Kinetic and adsorption study of acid dye removal using activated carbon. Chemosphere, 69(7), 1151-1158. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.03.076
Gondim, T. M. S., Thomazini, M. J., Cavalcante. M. J. B., & Souza, J. M. L. (2001). Aspectos da Produção de Cupuaçu. EMBRAPA: Rio Branco.
Hasan, M., Rashid, M. M., Hossain, M. M., Al Mesfer, M. K., Arshad, M., Danish, M., Lee, M., Jery, A. E., & Kumar, N. (2019). Fabrication of polyaniline/activated carbon composite and its testing for methyl orange removal: Optimization, equilibrium, isotherm and kinetic study. Polymer Testing, 77, 105-909. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.105909
Ho, Y-S. (2006). Review of second-order models for adsorption systems. Journal of Hazardous Materials, 136(3), 681-689, 2006. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.12.043
Ho, Y. S. & Mckay, G. (1998). Kinetic Models for the Sorption of Dye from Aqueous Solution by Wood. Process Safety and Environmental Protection, 76(2), 183-191. https://doi.org/10.1205/095758298529326
Ho, Y. S., Wase, D. A. J., & Forster, C. F. (1996). Kinetic studies of competitive heavy metal adsorption by sphagnum moss peat. Environmental Technology, 17(1), 71-77. https://doi.org/10.1080/09593331708616362
Hung, N. V., Nguyet, B. T., Nghi, N. H., Thanh, N. M., Quyen, N. D., Nguyen, V. T., Nhiem, D. N., & Khieu, D. Q. (2023). Highly effective adsorption of organic dyes from aqueous solutions on longan seed-derived activated carbon. Environmental Engineering Research, 28(3), 220116. https://doi.org/10.4491/eer.2022.116
Liu, Y., Wang, S., Zhou, H., Li, X., Duan, L., Chen, S., Li, S., Zhang, L., & Zhang, A. (2020). Simultaneous removal of methyl orange and Cr(VI) using polyethyleneimine-modified corncob-derived carbon material. BioResources, 15(4), 7342-7356. https://bioresources.cnr.ncsu.edu/wp-content/uploads/2020/08/BioRes_15_4_7342_Liu_WZLDCLZZ_Simultan_Removal_Methyl_Orange_CrVI_PEI_modif_Carbon_17766.pdf
Luo, L., Wu, X., Li, Z., Zhou, Y., Chen, T., Fan, M., & Zhao, W. (2019). Synthesis of activated carbon from biowaste of fir bark for methylene blue removal. Royal Society Open Science, 6(9), 190523. https://doi.org/10.1098/rsos.190523
Marrakchi, F., Ahmed, M. J., Khanday, W. A., Asif, M., & Hameed, B. H. (2017). Mesoporous carbonaceous material from fish scales as low-cost adsorbent for reactive orange 16 adsorption. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 71, 47-54. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2016.12.026
Naushad, M., Alqadami, A. A., Alothman, Z. A., Alsohaimi, I. H., Algamdi, M. S., & Aldawsari, A. M. (2019). Adsorption kinetics, isotherm and reusability studies for the removal of cationic dye from aqueous medium using arginine modified activated carbon. Journal of Molecular Liquids, 293, 111442. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111442
Rêgo Júnior, A. G., Nobrega, G. A. S., Silva, R. C. L., & Gomes, D. A. A. (2022). Estudo da remoção de corante azul de metileno de soluções aquosas usando o bambu in natura (Bambusa Vulgaris) como adsorvente. Research, Society and Development, 11(6), e46711629314. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i6.29314
Santos, L. B., Striebeck, M. V., Crespi, M. S., Capela, J. M. V., Ribeiro, C. A., & De Julio, M. (2016). M. Energy evaluation of biochar obtained from the pyrolysis of pine pellets. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 126, 1879. https://doi.org/10.1007/s10973-016-5683-4
Serban, G. V., Iancu, V. I., Dinu, C., Tenea, A., Vasilache, N., Cristea, I., Niculescu, M., Ionescu, I., & Chiriac, F. L. (2023). Removal Efficiency and Adsorption Kinetics of Methyl Orange from Wastewater by Commercial Activated Carbon. Sustainability, 15(17), 12939. https://doi.org/10.3390/su151712939
Subbaiah, M. V. & Kim, D. (2016). Adsorption of methyl orange from aqueous solution by aminated pumpkin seed powder: Kinetics, isotherms, and thermodynamic studies. Ecotoxicology and Environmental Safety, 128, 109-117. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.02.016
Uddin, M. T., Islam, M. A., Mahmud, S., & Rukanuzzaman, M. (2009). Adsorptive removal of methylene blue by tea waste. Journal of Hazardous Materials, 164(1), 53-60. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.07.131
Wang, S., Dou, J., Zhang, T., Li, S., & Chen, X. (2023). Selective Adsorption of Methyl Orange and Methylene Blue by Porous Carbon Material Prepared From Potassium Citrate. ACS Omega, 8(38), 35024-35033. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c04124
Wu, L., Liu, X., Lv, G., Zhu R., Tian, L., Liu, M., Li, Y., Rao, W., Liu, T., & Liao, L. (2021). Study on the adsorption Properties of methyl orange by natural one‑dimensional nano‑mineral materials with different structures. Scientific Reports, 11(1), 10640. https://doi.org/10.1038/s41598-021-90235-1
Wu, Y., Su, M., Chen, J., Xu, Z., Tang, J., Chang, X., & Chen, D. (2019). Superior adsorption of methyl orange by h-MoS2 microspheres: Isotherm, kinetics, and thermodynamic studies. Dyes and Pigment, 170, 107-591. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2019.107591
Yaseen, D. A. & Scholz, M. (2019). Textile dye wastewater characteristics and constituents of synthetic effluents: a critical review. International Journal of Environmental Science and Technology, 16, 1193-1226. https://doi.org/10.1007/s13762-018-2130-z
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2023 Mayra Paula de Souza e Sousa; Cristiane Daliassi Ramos de Souza; Lucas Orleam Nunes do Nascimento; Mikelle Silva de Oliveira
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.