Efectos sinérgicos de la hidroxilación y defectos estructurales en el nitruro de boro hexagonal para la eliminación...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las aguas residuales industriales a menudo contienen tintes aniónicos y catiónicos persistentes, lo que plantea desafíos ambientales.
• El nitruro de boro hexagonal (h-BN) es un material con potencial para aplicaciones de adsorción, pero su forma nativa puede tener limitaciones.
• La modificación química puede mejorar las propiedades de materiales como el h-BN para aplicaciones específicas, como la eliminación de contaminantes.

Objetivo del estudio:

• Para modificar estructuralmente el nitruro de boro hexagonal (h-BN) mediante un método de desgaste químico.
• Evaluar la eficacia del h-BN modificado en la eliminación del colorante aniónico rojo del Congo (CR) y del colorante catiónico rojo neutro (NR) de las aguas residuales.
• Investigar los factores clave que influyen en la cinética de adsorción del tinte y las isotermas.

Principales métodos:

• El nitruro de boro hexagonal (h-BN) fue modificado a través de un proceso de desgaste químico.
• Se llevaron a cabo experimentos de sorción por lotes para evaluar la eficiencia de la eliminación del tinte bajo diferentes pH, dosis de adsorbente, tiempo de contacto y concentraciones iniciales de tinte.
• Se emplearon técnicas de caracterización para analizar los cambios estructurales y químicos en el h-BN modificado; se modelaron la cinética de adsorción y las isotermas.

Principales resultados:

• El h-BN modificado exhibió propiedades mejoradas que incluían grupos hidroxilo, mayor rugosidad superficial, mayor espaciado entre capas y mejor solubilidad.
• Las eficiencias óptimas de eliminación se lograron en condiciones específicas: 99,23% para CR a pH 2 y 85,77% para NR a pH 11.
• La adsorción siguió la cinética de pseudo segundo orden y los modelos isotérmicos de Langmuir, lo que indica la adsorción química y la adsorción monocapa en superficies homogéneas.

Conclusiones:

• El h-BN modificado estructuralmente es un adsorbente prometedor para eliminar tanto los tintes aniónicos como los catiónicos de las soluciones acuosas.
• La adsorción dependiente del pH es impulsada principalmente por interacciones electrostáticas entre la superficie modificada de h-BN y las moléculas de colorante.
• El h-BN modificado demuestra potencial de aplicación en el tratamiento de aguas residuales industriales, aunque la eficiencia puede disminuir en matrices complejas y con la reutilización.