Remoción de Cromo (VI) de efluentes de curtiembre empleando nanopartículas de jarosita residual sintetizadas con extracto de cáscara de pecana (Carya illinoinensis)

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2025-01-15

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Universidad Católica de Santa María

Abstract

La industria de curtiduría genera efluentes que contienen cromo (VI) en los ecosistemas y plantea un riesgo en la salud humana, ya que, genera el inicio de un proceso de estrés oxidativo, por especies reactivas de oxígeno (ROS). En Arequipa, las curtidurías que están ubicadas en Rio Seco (PIRS), generan efluentes industriales que contienen altas concentraciones de cromo (VI), que están fuera de los Límites máximos permisibles (LMP), es por ello, que se planteó un mecanismo de tratamiento de cromo (VI) mediante su adsorción utilizando nanopartículas de jarosita (Nps-Jar). Para la caracterización de las nanopartículas se utilizó UV-Visible, Dispersión de luz Dinámica (DLS), Espectroscopía por Transformada de Fourier (FT-IR), Microscopía de Transmisión Electrónica (TEM), y Microscopía de rayos X de Energía Dispersiva (EDS). Se evaluó que el tamaño de las nanopartículas era de 5 a 8 nm, lo que confirma la estructura cristalina además muestra una absorción máxima a los 460 nm. Los resultados obtenidos para la remoción de cromo (VI), se evaluaron mediante el diseño Box Behnken con las variables: concentración de nanopartículas (1, 2, 3 g/L), tiempo de contacto (15, 30, 45 minutos), agitación (100, 150, 200 rpm), se adaptaron al optimo: tiempo de contacto 15 minutos, agitación 150 rpm, y concentración de 3 g/L de adsorbente. Él estudió cinético determinó que la adsorción en equilibrio corresponde al modelo de pseudo segundo orden ya que el coeficiente R2, (0.9972) es más alto que el modelo de pseudoprimer orden (0.4823) además se confirmó el punto de equilibrio a los 15 minutos. La difusión intrapartícular de acuerdo con el intercepto C (6.617) que corresponde a una intercepción positiva, refiere a un efecto de reacción superficial sobre la superficie del poro. El análisis hecho por isotermas se hizo con los modelos Langmuir y Freundlich, que permiten predecir la capacidad de adsorción con pH 2 y 3, concentraciones de adsorbente (1, 2, 3 g/L), concentración de adsorbato (10, 20, 30, 50 mg/L). Su análisis reveló que la adsorción con las (Nps-Jar), obedece a la isoterma de Langmuir tipo II para pH 2 y 3, esto de acuerdo con la ecuación experimental obtenida, que corroboro que es una adsorción en monocapa. Se determinó la presencia de cromo por (EDS), y para evaluar la naturaleza de las posibles interacciones adsorbente-adsorbato se realizó una FT-IR, donde no hay un cambio estructural significativo ya que el coeficiente R2 es (0.9492) que indica similitud, lo que sugiere la presencia de una fisioadsorción. La remoción hecha en el efluente de curtiembre mostro una remoción de 74.89%.

Description

Keywords

Jarosita, Isotermas, Cinética de adsorción

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