Carbón activado a partir de pseudotallo de plátano: optimización multivariante de la síntesis y estudio de adsorción...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Química Ambiental
• Ciencia de la Adsorción

Sus antecedentes:

• La valorización de los residuos agrícolas es crucial para las prácticas sostenibles.
• La contaminación por fosfatos presenta riesgos ambientales significativos.
• El carbón activado es un adsorbente clave para la remediación del agua.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar carbón activado de alta superficie a partir de pseudotallos de plátano.
• Optimizar las condiciones de síntesis para la adsorción de fosfatos utilizando el Diseño Compuesto Central Rotacional (CCRD).
• Caracterizar el adsorbente y evaluar su rendimiento de adsorción de fosfatos.

Principales métodos:

• Síntesis de carbón activado de pseudotallo de plátano (BPAC) utilizando activación con ZnCl2.
• Optimización CCRD para la temperatura de activación, la relación de impregnación y el tiempo de pirólisis.
• Caracterización mediante BET, XRD y determinación del punto de carga cero.
• Estudios de adsorción por lotes siguiendo modelos de cinética pseudo-segundo orden e isoterma de Langmuir.

Principales resultados:

• Se logró una superficie específica de 2415 m² g⁻¹, superando los 1037 m² g⁻¹ predichos.
• Condiciones óptimas identificadas: temperatura de activación de 400 °C, relación de impregnación de 2:1, tiempo de pirólisis de 1 h.
• Equilibrio de adsorción de fosfato alcanzado en ~7 horas.
• Capacidad máxima de adsorción de 11,78 mg g⁻¹ determinada por el modelo de Langmuir.
• El pH en el punto de carga cero (7,30) indica que la adsorción es favorable por debajo de este valor.

Conclusiones:

• El pseudotallo de plátano es un precursor viable para carbón activado de alta superficie.
• La limpieza post-pirólisis afecta significativamente la superficie específica.
• El BPAC desarrollado muestra un potencial prometedor para la eliminación eficiente de fosfatos de soluciones acuosas.