Adsorbentes carboxilados a base de lignina para la separación eficiente de Mg2+ de las soluciones acuosas que...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El desarrollo de adsorbentes sostenibles para la eliminación selectiva de iones es crucial para el tratamiento del agua.
• La valorización de la lignina ofrece una vía para crear materiales ecológicos.
• La separación de magnesio (Mg²⁺) y litio (Li⁺) presenta desafíos en soluciones acuosas.

Objetivo del estudio:

• Preparar y caracterizar nuevos adsorbentes de base biológica utilizando lignina carboxilada (LC) y poliacrilato de potasio (PAS).
• Evaluar la capacidad de adsorción y la selectividad de estos materiales para la eliminación de Mg2+ de las soluciones acuosas, particularmente en presencia de Li+.
• Para aclarar el mecanismo de adsorción y la cinética de Mg2+ en los adsorbentes desarrollados.

Principales métodos:

• Carboxilación de la lignina y posterior polimerización radical con el poliacrilato de potasio (PAS).
• Caracterización mediante análisis FT-IR, SEM, isotérmicos BET, XPS y EDS.
• Experimentos de adsorción por lotes para evaluar la eficiencia de eliminación de Mg2+, la cinética y la selectividad en presencia de Li+.

Principales resultados:

• Incorporación exitosa de grupos carboxilados en lignina, confirmada por FT-IR y titulación (11,7 mmol/g).
• La incorporación de LC mejoró la capacidad de adsorción de Mg2+ en un 60% y mejoró la selectividad de Mg2+ sobre Li (α Mg2+/ Li+ = 3,78 para PAS-20%-LC).
• La adsorción siguió los modelos de PFO y Redlich Peterson, lo que indica un mecanismo de intercambio iónico, y fue estable bajo una fuerza iónica variable.

Conclusiones:

• Los adsorventes basados en lignina carboxilados (PAS-LC) son efectivos para la eliminación selectiva de Mg2+ de las soluciones que contienen Li+.
• La mayor adsorción y selectividad se atribuyen al efecto sinérgico de LC y PAS.
• Estos materiales de base biológica ofrecen una solución sostenible prometedora para la separación de iones divalentes en el tratamiento del agua.