Preparación sin iones metálicos de perlas de hidrogel de κ-carrageenan/celulosa utilizando una mezcla líquida iónica...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La contaminación de las aguas residuales por tintes catiónicos plantea riesgos para el medio ambiente.
• Los métodos convencionales para la eliminación de tintes a menudo implican enlaces cruzados de iones metálicos que pueden reducir la accesibilidad del sitio de unión en hidrogeles.
• El desarrollo de materiales adsorbentes libres de iones metálicos, eficientes y sostenibles es crucial.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método sin iones metálicos para la preparación de perlas de hidrogel de κ-carragenano/celulosa.
• Para evaluar la eficiencia de estas cuentas para la eliminación de colorantes catiónicos.
• Investigar el mecanismo de adsorción, la estabilidad y la reutilización de las cuentas de hidrogel.

Principales métodos:

• Fabricación de perlas de hidrogel κ-carragenano/celulosa utilizando un sistema de disolvente líquido/amida iónico y separación de fases.
• Utilizando un enfoque libre de iones metálicos para preservar los grupos de sulfato aniónico para una mayor unión.
• Caracterización de las propiedades del hidrogel (hinchazón, capacidad de adsorción) y evaluación del rendimiento (cinética, isotermia, termodinámica, reutilización, estabilidad del pH).

Principales resultados:

• El método sin iones metálicos produjo con éxito perlas de hidrogel de κ-carragenano/celulosa robustas con altas proporciones de hinchazón (hasta 28,3 g/g).
• Las perlas exhibieron una capacidad de adsorción máxima de 241 mg/g para el cristal violeta, que aumentó con el contenido de κ-carragenina.
• La adsorción siguió la cinética de pseudo segundo orden y las isotermas de Langmuir, lo que indica una adsorción espontánea y exotérmica de una sola capa.
• Las cuentas mantuvieron la integridad estructural y más del 90% de la capacidad de adsorción después de cinco ciclos de reutilización dentro de un rango de pH de 3-9.

Conclusiones:

• Las cuentas de hidrogel κ-carragenano/celulosa desarrolladas sin iones metálicos son un adsorbente sostenible y altamente eficaz para la eliminación de tintes catiónicos.
• Este enfoque preserva los grupos de sulfato aniónico, maximizando los sitios de unión y la eficiencia de adsorción.
• Las cuentas de hidrogel demuestran una excelente estabilidad, reutilización y potencial para aplicaciones más amplias en el tratamiento de aguas residuales, incluida la eliminación de iones de metales pesados.