Aplicación de biochar obtenido por pirólisis de las cáscaras de camarón para la remoción de cromo contenido en soluciones acuosas
La contaminación del agua por cromo hexavalente debido a los efluentes generados por industrias químicas como las curtiembres es una preocupación importante en nuestro país. Por otro lado, Ecuador destaca como uno de los principales países exportadores de camarón, generando grandes cantidades de...
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Universidad de Cuenca
2023
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| author | Chamba Calle, Mayte Sofía Vidal Valdivieso, Maria Emilia |
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industrias químicas como las curtiembres es una preocupación importante en nuestro país.
Por otro lado, Ecuador destaca como uno de los principales países exportadores de camarón,
generando grandes cantidades de cáscaras de camarón, se estima que este desecho alcanza
los 11 millones de toneladas anuales, causando un problema ambiental. Se puede abordar
ambos problemas a la vez, utilizando las cáscaras de camarón para producir un adsorbente
que permita remover el Cr (VI) de soluciones acuosas. En este trabajo se utilizó las cáscaras
de camarón para preparar tres tipos de adsorbentes: biochar a temperaturas de pirólisis de
350, 500 y 600 °C, denominados BC350, BC500 y BC600 respectivamente. Los mismos
fueron caracterizados usando análisis de tamizado, BET y espectroscopía de infrarrojo. Como
materiales de comparación en el proceso de adsorción se ocuparon: carbón activado de Lolab
(CA), carbón activado de cáscara de palma (CAP) y cáscaras de camarón sin tratar (CC). El
proceso de adsorción se estudió en batch y en columnas de lecho fijo. Mediante una
experimentación de adsorción en lotes se obtuvieron resultados que indicaron que la mayor
remoción de cromo (aproximadamente 100% a los 100 minutos) se logró al emplear el BC600.
Este biochar mostró una alta correlación (0.97) con los modelos cinéticos de pseudo primer
orden y pseudo segundo orden lo que indica que la adsorción es compleja. En cuanto al
equilibrio, el modelo de Langmuir demostró un mejor ajuste, lo que sugiere una adsorción en
monocapa. Por último, se realizaron ensayos en lecho fijo para el biocarbón BC600 con una
altura de lecho de 20 cm que se ajustó al modelo de Wang con una correlación de 0.95. |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-432272023-10-17T20:25:05Z Aplicación de biochar obtenido por pirólisis de las cáscaras de camarón para la remoción de cromo contenido en soluciones acuosas Chamba Calle, Mayte Sofía Vidal Valdivieso, Maria Emilia García Pérez,Tsai Ingeniería Química Metales pesados Adsorción química CIUC::Química::Química Orgánica::Compuestos Organometálicos. La contaminación del agua por cromo hexavalente debido a los efluentes generados por industrias químicas como las curtiembres es una preocupación importante en nuestro país. Por otro lado, Ecuador destaca como uno de los principales países exportadores de camarón, generando grandes cantidades de cáscaras de camarón, se estima que este desecho alcanza los 11 millones de toneladas anuales, causando un problema ambiental. Se puede abordar ambos problemas a la vez, utilizando las cáscaras de camarón para producir un adsorbente que permita remover el Cr (VI) de soluciones acuosas. En este trabajo se utilizó las cáscaras de camarón para preparar tres tipos de adsorbentes: biochar a temperaturas de pirólisis de 350, 500 y 600 °C, denominados BC350, BC500 y BC600 respectivamente. Los mismos fueron caracterizados usando análisis de tamizado, BET y espectroscopía de infrarrojo. Como materiales de comparación en el proceso de adsorción se ocuparon: carbón activado de Lolab (CA), carbón activado de cáscara de palma (CAP) y cáscaras de camarón sin tratar (CC). El proceso de adsorción se estudió en batch y en columnas de lecho fijo. Mediante una experimentación de adsorción en lotes se obtuvieron resultados que indicaron que la mayor remoción de cromo (aproximadamente 100% a los 100 minutos) se logró al emplear el BC600. Este biochar mostró una alta correlación (0.97) con los modelos cinéticos de pseudo primer orden y pseudo segundo orden lo que indica que la adsorción es compleja. En cuanto al equilibrio, el modelo de Langmuir demostró un mejor ajuste, lo que sugiere una adsorción en monocapa. Por último, se realizaron ensayos en lecho fijo para el biocarbón BC600 con una altura de lecho de 20 cm que se ajustó al modelo de Wang con una correlación de 0.95. Water pollution caused by hexavalent chromium, originating from effluents generated by chemical industries like tanneries, is a significant concern in our country. On the other hand, Ecuador stands out as one of the leading shrimp-exporting countries, producing large quantities of shrimp shells. It is estimated that this waste amounts to 11 million tons annually, generating an environmental problem. Both issues can be addressed simultaneously by utilizing shrimp shells to create an adsorbent that enables the removal of Cr (VI) from aqueous solutions. In this study, shrimp shells were employed to prepare three types of adsorbents: biochar at pyrolysis temperatures of 350, 500, and 600 °C, designated as BC350, BC500, and BC600 respectively. They underwent characterization through sieving analysis, BET, and infrared spectroscopy. For comparison in the adsorption process, Lolab activated carbon (CA), palm shell activated carbon (CAP), and untreated shrimp shells (CC) were used. The adsorption process was examined in both batch and fixed-bed column experiments. A chromium removal of 100% (within 100 minutes) was achieved when using BC600 during the batch adsorption tests. The BC600-Cr adsorption process correlated (correlation coefficient of 0.97) with pseudo first-order and pseudo second-order kinetic models, indicating that a complex adsorption process took place. As for equilibrium, the Langmuir model demonstrated a better fit, suggesting monolayer adsorption. Finally, it was found that fixed-bed tests (bed height of 20 cm) using BC600 biochar as adsorbents adjusted to the Wang model with a correlation coefficient of 0.95 0000-0002-1580-1770 2023-10-17T20:23:48Z 2023-10-17T20:23:48Z 2023-10-16 http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/43227 spa TQ;581 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 91 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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