Polímeros microporosos conjugados con tiazol [5,4-d] para la eliminación eficiente de Hg (II) de las aguas residuales

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La contaminación por mercurio plantea importantes riesgos para el medio ambiente y la salud debido a su toxicidad y bioacumulación.
• El desarrollo de tecnologías eficaces para la eliminación del mercurio de las aguas residuales es una prioridad ambiental urgente.

Objetivo del estudio:

• Introducir y evaluar un nuevo adsorbente, el polímero microporoso conjugado tiazol[5,4-d]tiazol (TzTzCMP), para la eliminación eficiente de los iones de mercurio (Hg(II)) de las aguas residuales.
• Caracterizar el rendimiento de adsorción, el mecanismo y la reutilización de TzTzCMP para la remediación de Hg.

Principales métodos:

• Síntesis de TzTzCMP a través de la condensación de diotiocarbamato y triformil-fenol.
• Caracterización de la estructura porosa del polímero, el área de superficie y el contenido de azufre.
• Experimentos de adsorción por lotes para determinar la cinética, las isotermas y la selectividad.
• Estudios de regeneración y ensayos en columna fija.
• Análisis mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• El TzTzCMP presenta una estructura porosa parecida a la de los corales con una gran superficie (436,86 m2/g) y un alto contenido de azufre (15,15% en peso).
• Se alcanza un rápido equilibrio de adsorción de Hg (II) en 10 min y una capacidad de adsorción máxima de 1050 mg/g.
• La adsorción siguió la cinética de pseudo-segundo orden y los modelos isotérmicos de Langmuir, indicando interacciones químicas.
• Eficiencia demostrada >95% durante cinco ciclos de regeneración y buena selectividad.
• Los ensayos con columna de lecho fijo lograron una eliminación del 99,99% de Hg (II), cumpliendo con las normas de agua potable.

Conclusiones:

• El TzTzCMP es un adsorbente altamente eficiente para la eliminación de Hg{II} de las aguas residuales.
• La eficacia del material se atribuye a su estructura porosa, alto contenido de azufre, y una fuerte coordinación con Hg{II}.
• TzTzCMP ofrece una solución prometedora, estable y reutilizable para el tratamiento de aguas residuales industriales.