Investigación del mecanismo de adsorción selectiva de fosfato de las aguas residuales mediante la caracterización de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Ciencias de los materiales
• Química

Sus antecedentes:

• El intercambio iónico es un método potencial para recuperar el fosfato de las aguas residuales.
• La alta selectividad del fosfato es crucial para que las resinas de intercambio iónico sean competitivas con los tratamientos convencionales.
• Las resinas de intercambio aniónico híbrido (HAIX), que combinan grupos funcionales no selectivos con nanopartículas selectivas de óxido de hierro (FeOnp), pueden eliminar el fosfato.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos de selectividad de los fosfatos en las resinas HAIX.
• Para comprender la influencia de los iones competidores en la adsorción de fosfato.
• Para aclarar la distribución y especiación de hierro, fosfato y aniones competidores en las resinas HAIX utilizando técnicas analíticas integradas.

Principales métodos:

• Análisis integrado de adsorción en fase acuosa con caracterización de rayos X basado en sincrotrones en fase sólida.
• Comparó el HAIX cuaternario funcionalizado con amonio (intercambio aniónico de base fuerte, SBA) con una versión de amina terciaria (intercambio aniónico de base débil, WBA).
• Utilizó radiografía de rayos X, fluorescencia de micro rayos X (μ-XRF) y espectroscopia de estructura de absorción de micro rayos X cerca del borde (μ-XANES).

Principales resultados:

• La radiografía de rayos X mostró diferencias en la especiación FeOnp (goetita frente a ferrihidrita) y la distribución (periférica frente a homogénea) entre las resinas SBA y WBA.
• Las ubicaciones y los mecanismos de unión de los fosfatos variaron según los tipos de resina y las composiciones de las aguas residuales.
• Los sitios de FeOnp en las resinas WBA contribuyeron más a la adsorción de fosfato que en las resinas SBA, vinculados a la distribución y especiación de Fe.
• Las densidades cuantitativas de adsorción de fosfato μ-XRF se correlacionaron bien con los resultados del análisis acuoso.

Conclusiones:

• La caracterización de rayos X basada en sincrotrones es efectiva para investigar los mecanismos de adsorción en las resinas HAIX.
• La distribución y especiación de FeOnp afectan significativamente la adsorción de fosfato.
• Las resinas HAIX, especialmente los tipos WBA, muestran avances como tecnología para la recuperación de fosfatos de las aguas residuales.