Remoción de colorantes azul brillante y violeta de metilo de soluciones acuosas utilizando cáscara de yuca (Manihot esculenta) modificada con ácido fosfórico
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En este trabajo se evaluó la capacidad de la cáscara de yuca modificada con ácido fosfórico para remover violeta de metilo y azul brillante de soluciones acuosas. Se determinaron las mejores condiciones de temperatura (127 °C) y relación biomasa/H3PO4 (1:1) para la modificación de la cáscara de yuca, utilizando el método de índice de azul de metileno. Luego se evaluó la capacidad de adsorción de la cáscara de yuca seleccionada en la remoción de los colorantes azul brillante y violeta de metilo, encontrando valores de porcentaje de remoción y capacidad máxima de adsorción de 16.1 % y 0.00207 mmol/g para el azul brillante y 97.95 % y 0.0249 mmol/g para el violeta de metilo, logrando el equilibrio en 285 y 330 minutos, respectivamente. Los datos de la cinética de adsorción de cada uno de los colorantes se ajustaron a los modelos de pseudo primer orden y pseudo segundo orden: la adsorción de violeta de metilo fue mejor modelada por la ecuación de pseudo segundo orden, mientras que la representación de los datos de adsorción de azul brillante se ajustó más al modelo de pseudo primer orden. Para estudiar el equilibrio de adsorción, los datos se ajustaron a los modelos de Langmuir, Freundlich y Temkin, encontrándose que el modelo de Freundlich es el que mejor se ajusta a los valores experimentales. Los valores de nf encontrados indican la favorabilidad en los procesos de adsorción de cada colorante. Por último, en el análisis termodinámico determinó que la adsorción de ambos colorantes se da de manera espontánea y además se ve favorecida con el aumento de la temperatura, evidenciando un proceso endotérmico.
(1) Ríos N. Eliminación de colorantes de soluciones acuosas utilizando sulfato de quitosano. Rev Iberoamericana Polím. 2013;14(5):256–63.
(2) Hynes NRJ, Kumar JS, Kamyab H, Sujana JAJ, Al-Khashman OA, Kuslu Y, et al. Modern enabling techniques and adsorbents based dye removal with sustainability concerns in textile industrial sector -A comprehensive review. J Cleaner Prod. 2020 Nov 1;272:122636. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.12 2636
(3) Tkaczyk A, Mitrowska K, Posyniak A. Synthetic organic dyes as contaminants of the aquatic environment and their implications for ecosystems: A review. Sci Total Environ. 2020 May 15;717:137222. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020. 137222
(4) Riaño N. Degradación del cristal violeta presente en aguas residuales mediante la oxidación catalítica húmeda con peróxido de hidrógeno a partir de óxidos me MnCu a condiciones moderadas [Trabajo de grado en Internet]. Bogotá: Universidad de América; 2018. Disponible en: http://52.0.229.99/handle/20.500.11839/ 6963
(5) Torres A, Vanegas G. Evaluación de la capacidad de adsorción de la corteza de naranja, bagazo de caña de azúcar y borra de café para la remoción del colorante azul brillante FCF [Trabajo de grado en Internet]. Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas; 2018. Disponible en: https://repository.udistrital.edu.co/handle /11349/14019
(6) Fernadez J, Henao L, Pedroza A, Quevedo B. Inmovilización de hongos ligninolíticos para la remoción del colorante reactivo 5. Rev Col Biotecnol. 2009;11(1):59–72.
(7) Aranda M, Valladare M. Remoción de colorantes en agua aplicando materiales de origen natural como adsorbentes. Rev Latinoamer Ambiente Cien. 2018;9(21):563–75.
(8) Georgin J, de O. Salomón YL, Franco DSP, Netto MS, Piccilli DGA, Foletto EL, et al. Successful adsorption of bright blue and methylene blue on modified pods of Caesalpinia echinata in discontinuous system. Environ Sci Poll Res. 2021 Feb 15;28(7). DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-020- 11210-3
(9) Astuti W, Chafidz A, Wahyuni E, Prasetya A, Bendiyasa M, Abasaeed A. Methyl violet dye removal using coal fly ash (CFA) as a dual sites adsorbent. J Environ Chem Eng. 2019;7(5):103262. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.1032 62
(10) Lavado C, Sun R, Castro T. Biosorción del colorante azul de metileno usando los cladodios de la tuna (Opuntia ficus indica). Rev Soc Quím Perú. 2020;86(3):231–45. DOI: http://dx.doi.org/10.37761/rsqp.v86i3.29 7
(11) Albis Arrieta AR, López Rangel AJ, Romero Castilla MC. Removal of methylene blue from aqueous solutions using cassava peel (Manihot esculenta) modified with phosphoric acid. Prospectiva. 2017 Jul 6;15(2):60–73. DOI: https://doi.org/10.15665/rp.v15i2.777
(12) Albis A, Martínez J, Severiche M, Garcia J. Remoción de plomo de soluciones acuosas usando cáscara de yuca modificada con ácido cítrico. Avances Inv Ing. 2016 Dec 1;13(2):1–11. DOI: https://doi.org/10.18041/1794- 4953/avances.2.254
(13) Fonseca J, Albis A, Montenegro AR. Evaluation of zinc adsorption using cassava peels (Manihot esculenta) modified with citric acid. Contemp Eng Sci. 2018;11(72). DOI: https://doi.org/10.12988/ces.2018.87364
(14) Albis Arrieta A, Llanos Reales H, Galeano Gil J, García Moreno D. Adsorción de azul de metileno utilizando cáscara de yuca (Manihot esculenta) modificada químicamente con ácido oxálico. Rev ION. 2019 Jan 30;31(2):99– 110.
(15) Albis Arrieta AR, Martínez J, Santiago P. Removal of zinc (II) from aqueous solutions using cassava peel (Manihot esculenta): column experiments. Prospectiva. 2017 Feb 22;15(1):16–28. DOI: https://doi.org/10.15665/rp.v15i1.773
(16) Albis A, Arzuza S, Mosquera A. Remoción de Mercurio (II) en solución acuosa usando residuo industrial de yuca (Manihot esculenta). Prospectiva. 2019;17(2):33–9. DOI: https://doi.org/10.15665/rp.v17i2.1951
(17) Vesga J, Romero E. Remoción de colorantes azul brillante y violeta de metilo de soluciones acuosas utilizando cáscara de yuca (Manihot esculenta) modificada con ácido fosfórico [Trabajo de grado]. Puerto Colombia: Universidad del Atlántico; 2020.
(18) Reyes E, Robles A. Bioadsorción de azul directo 86 en solución acuosa por biomasa inmovilizada de Chlorella sp. y cáscara de naranja (Citrus sinensis) pretratada [Trabajo de grado]. Barranquilla: Universidad del Atlántico; 2016.
(19) Amaringo F. Determinación del punto de carga cero y el punto isoeléctrico de dos residuos agrícolas y su aplicación en la remoción de colorantes. Rev Inv Agraria Ambiental. 2013;4(2):27–36.
(20) Largitte L, Pasquier R. A review of the kinetics adsorption models and their application to the adsorption of lead by an activated carbon. Chem Eng Res Design. 2016 May;109:495–504. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2016.02.0 06
(21) Hall K, Eagleton L, Acrivos A, Vermeulen T. Pore- and Solid-Diffusion Kinetics in Fixed-Bed Adsorption under Constant-Pattern Conditions. Ind Eng Chem Fundamen. 1966;5(2):212–23.
(22) Freundlich HM. Acerca de la adsorción en solución. Z Phys Chem. 1906;57:385– 471.
(23) McKay G. Use of Adsorbents for the Removal of Pollutants from Wastewater. Hong Kong: CRC Press; 1995. 100 p.
(24) Penedo M, Michel E, Vendrell F, Salas D. Adsorción de níquel y cobalto sobre carbón activado de cáscara de coco. Tecnol Quím. 2015;35(1):110–24.
(25) Castellar G, Mendoza E, Angulo E. Equilibrio, cinética y termodinámica de la adsorción del colorante DB-86 sobre carbón activado de la cáscara de yuca. Rev MVZ Córdoba. 2019;24(2):7231–8. DOI: https://doi.org/10.21897/rmvz.1700
(26) Subbaiah M v, Kim D -s. Adsorption of methyl orange form aqueous solution by aminated pumpkin seed powder: Kinetics, isotherms, and thermodynamic. Ecotoxicol Envirom Safety. 2016;128:109–17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.02 .016
(27) Thitame P, Shukla SR. Adsorptive removal of reactive dyes form aquous solution using activated carbon synthesized from waste biomass materials. Int J Environ Sci Technol. 2016;13(2):561–70. DOI: 10.1007/s13762-015-0901-3
(28) Aryal M, Liakopoulou-Kyriakides M. Equilibrium, kinetics and thermodynamic studies on phosphate biosorption from aqueous solutionsby Fe(III)-treated Staphylococus xylosus biomass: Common ion effect. Coll Surf A: Physicochem Eng Aspects. 2011 Aug;387(1–3):43–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.0 7.019
(29) Liu Y. Is the free energy change of adsorption correctly calculated. J Chem Eng. 2009;54(7):1981–5. DOI: https://doi.org/10.1021/je800661q
(30) Anastopoulos L, Kyzas GZ. Are the thermodynamic parameters correctly estimated in liquid-phase adsorption phenomena? J Mol Liq. 2016;218:174– 85. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.02. 059
(31) Scheufele FB, Módenes AN, Borba CE, Ribeiro C, Espinoza-Quiñones FR, Bergamasco R, et al. Monolayer– multilayer adsorption phenomenological model: Kinetics, equilibrium and thermodynamics. Chem Eng J. 2016 Jan;284:1328–41. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.09.085
(32) Socrates G. Infrared and Raman Characteristic group frequencies: Tables and Charts. New York: John Wiley and Sons; 2004. 235 p.
(33) Daasch L, Smith C. Infrared spectra of phosphorus compounds. Anal Chem. 1951;23(6):853–68.
(34) Guo Y, Rockstraw DA. Activated carbons prepared form rice hull by onestep phosphoric acid activation. Microporous Mesoporous Mat. 2007;100(1–3):13–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.200 6.10.006
(35) Aljeboree AM, Alkaim AF, Al-Dujaili AH. Adsorption isotherm, kinetic modeling and thermodynamics of crystal violet dye on coconut husk-based activated carbon. Desalination Water Treat. 2015 Mar 27;53(13):3656–67. DOI: https://doi.org/10.1080/19443994.2013.8 77854
(36) Hincapié Mejía G, Cardona Cuervo S, Ríos LA. Absorption thermodynamic study of azoic dye with by means of a lignocellulosic waste in aqueous medium. Ing Desarrollo. 2018 Jan 1;36(1):97–118. DOI: https://doi.org/10.14482/inde.36.1.10941
Aceptado 2021-10-28
Publicado 2022-05-26

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