Biocompuestos de Biopolímeros Dopados para la Purificación de Agua Diseñada: Perspectivas Mecanísticas sobre la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias Ambientales
• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La contaminación de las aguas residuales por metales pesados como el arsénico (As-(III)) y el cromo (Cr-(VI)), junto con los fluoruros (F-), presenta riesgos significativos para el medio ambiente y la salud.
• Los métodos de tratamiento convencionales a menudo enfrentan desafíos de eficiencia, costo y sostenibilidad.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y evaluar biocompuestos de quitosano-carbón activado dopado con curcumina (CsAC) para la eliminación de iones As-(III), Cr-(VI) y F- de las aguas residuales.
• Caracterizar el material compuesto y evaluar su rendimiento de adsorción, mecanismos y reutilización.

Principales métodos:

• Síntesis de biocompuestos de quitosano-carbón activado dopado con curcumina (CsAC).
• Caracterización mediante BET, SEM, FT-IR, XPS y XRD.
• Experimentos de adsorción para evaluar la eficiencia de eliminación, modelos cinéticos y de isoterma.
• Evaluaciones de hinchamiento, estabilidad y reutilización durante diez ciclos de regeneración.

Principales resultados:

• El composite CsAC con 5% de curcumina (CsACCur5%) mostró un rendimiento de adsorción superior.
• CsACCur5% logró una eliminación >95% de Cr-(VI) en un amplio rango de pH, con una eliminación de 75.8% de As-(III) y 71.8% de F- a pH 5.
• Las capacidades óptimas de adsorción fueron de 21.81 mg/g para Cr-(VI), 0.88 mg/g para As-(III) y 44.8 mg/g para F-.
• Los mecanismos de adsorción se identificaron como endotérmicos y espontáneos, con una excelente reutilización durante diez ciclos.

Conclusiones:

• El composite CsACCur5% desarrollado demuestra alta eficiencia y estabilidad para la eliminación de múltiples contaminantes de las aguas residuales.
• El uso de biomateriales sostenibles como la quitosana y la curcumina mejora el rendimiento de la adsorción y la integridad estructural.
• Este composite muestra un potencial significativo para aplicaciones de tratamiento de aguas residuales efectivas y sostenibles.