ABSTRACT
Se estudia el proceso de adsorción de fenol, catecol, resorcinol e hidroquinona sobre carbón activado desde solución acuosa por medio de isotermas de adsorción y entalpias de inmersión del carbón activado en soluciones acuosas de los compuestos fenólicos a diferentes concentraciones. El modelo de Dubinin-Radushkevich-Kaganer se utiliza para calcular las cantidades máximas adsorbidas, XmDRK, con valores entre 230 y 509 mgg-1 y las energías características de adsorción, Es, con valores entre -16,96 y -21,35 kJmol-1. El comportamiento que siguen los resultados de la entalpía de inmersión en función de la concentración es similar al de la isoterma de adsorción, y permite calcular la entalpía máxima de inmersión, ΔHim-máx, con valores entre -8,89 y 15,83 kJmol-1. Se calculan las contribuciones entálpicas y entrópicas a la energía del proceso de adsorción de los compuestos fenólicos hidroxilados en solución acuosa sobre carbón activado, y se encuentra que la contribución entálpica es mayor para fenol, catecol e hidroquinona, en tanto que para resorcinol es mayor la contribución entrópica.
The phenol, catechol, resorcinol and hydroquinone adsorption process on activated carbon from aqueous solutions is studied by means of adsorption isotherms and immersion enthalpies of the activated carbon in the phenolic compounds aqueous solutions at different concentrations. The Dubinin-Radushkevich-Kaganer model is used for calculating the maximum quantities adsorbed, XmDRK, with values between 230 and 509 mgg-1 with adsorption characteristic energies between -16,96 and -21,35 kJmol-1. The behavior that follow the results of the immersion enthalpy as a function of the concentration is similar to that of the adsorption isotherm and allows to calculate the maximum immersion enthalpy, ΔHimmax, with values between -8,89 and -15,83 kJmol-1. The enthalpic and entropic contributions to the adsorption process energy of the hydroxylated phenolic compounds in aqueous solution on activated carbon are calculated, finding that the enthalpic contribution is bigger for the phenol, catechol and hydroquinone, while for the resorcinol the entropic contribution is bigger.
Se estuda o processo de adsorção de fenol, catecol, resorcinol e hidroquinona sobre carvão ativado desde solução acuosa por meio de isotermas de adsorção e entalpias de imersão do carvão ativado em soluções acuosas dos compostos fenólicos a diferentes concentrações. Se utiliza o modelo de Dubinin-Radushkevich-Kaganer para calcular as quantidades máximas adsorbidas, XmDRK, com valores entre 230 e 509 mgg-1 e as energias características de adsorção, Es, com valores entre -16,96 e -21,35 kJmol-1. O comportamento que seguem os resultados da entalpia de imersão em função da concentração é similar ao da isoterma de adsorção e permite calcular a entalpia máxima de imersão, ΔHim-max, com valores entre -8,89 e -15,83 kJmol-1. Calculam-se as contribuições entálpicas e entrópicas à energia do processo de adsorção dos compostos fenólicos hidroxilados em solução acuosa sobre carvão ativado, encontrando que a contribuição entálpica é maior para o fenol, catecol e hidroquinona, enquanto para o resorcinol é maior a contribuição entrópica.
ABSTRACT
En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la calorimetría de inmersión en benceno sobre monolitos de carbón activado tipo disco y panal, que se obtuvieron mediante activación química de cascara de coco con cloruro de zinc a diferentes concentraciones. Adicionalmente, las estructuras fueron caracterizadas por adsorción de N2 a 77 K. Las entalpías de inmersión determinadas se encuentran entre 73,5 y 164,2 Jg-1; con los datos de inmersión se calculó el área accesible y se comparó con el área obtenida mediante adsorción de N2 a 77K, encontrando una buena correlación. En todas las muestras se observó un aumento de la entalpía de inmersión en benceno con el área superficial, igualmente una disminución de la energía característica con el aumento del volumen de poro.
This work presents the results obtained from immersion calorimetry in benzene on activated carbon monoliths disc and honeycomb type that were obtained from coconut shell using chemical activation with zinc chloride at different concentrations. The structures were characterized by adsorption N2 at 77 K. The immersion enthalpies are between 73.5 and 164.2 Jg-1. Using immersion enthalpy data the accessible area was calculated and compared with the area obtained by N2 adsorption at 77K. A good correlation was found. In all the samples was observed an increase in the immersion enthalpy into benzene with the surface area. In addition there was a decrease in the energy characteristic with increasing pore volume.
Neste trabalho se apresentam os resultados obtidos da calorimetría de imersão em benzeno sobre monolitos de carvão ativado tipo disco e panal que se obtiveram mediante activação química de casca de coco com cloreto de zinco a diferentes concentrações. Adicionalmente as estruturas foram caracterizadas por adsorção de N2 a 77 K. As entalpías de imersão determinadas se encontram entre 73,5 e 164,2 Jg-1, com os dados de imersão se calculo o área acessível e se comparo com o área obtida mediante adsorção de N2 a 77K, encontrando uma boa correlação. Em todas as mostras se observo um aumento da entalpía de imersão em benzeno com o área superficial. Ademais se observou uma diminuição da energia característica com o aumento do volume de poro.
ABSTRACT
Se realizaron comparaciones entre las características estructurales y parámetros energéticos de cinco muestras de monolitos de carbón activado tipo disco, obtenidos a partir de cáscara de coco, mediante activación química con ácido fosfórico con diferentes concentraciones. Las muestras se caracterizaron por adsorción física de N2 a77K, CO2 a 273 K, y calorimetrías de inmersión en benceno. A partir de los datos obtenidos, se calcularon volúmenes de microporo, mesoporo, microporosidad estrecha y parámetros energéticos de la entalpía de inmersión, K del modelo Langmuir y Energías características, Eo, del modelo Dubinin-Radushkevich. Los resultados experimentales indicaron que la activación con ácido fosfórico produce desarrollo de micropo-rosidad, con un volumen de microporo entre 0,36 y 0,45 cm³g-1, área BET entre 975 y 1320 m²g-1 y entalpías de inmersión entre 112,9 y 147,7 Jg-1. Se encontró que a mayor área BET, existe una mayor en-talpía de inmersión en benceno, una menor energía característica y un menor valor de K.
Structural characteristics and the energetic parameters of five monoliths of activated carbon were compared. The samples were obtained from coconut shells by means of chemical activation using different concentrations of phosphoric acid. The samples are characterized by means of physical adsorption of N2 at 77K, CO2 at 273K, and immersion calorimetry in benzene. From the data obtained the volumes ofmicropore, mesopore, narrow microporosity and energy parameters of inmersion enthalpy were calculated. Also were calculated, K of the Langmuir model and characteristic energies, Eo, of the Dubinin-Radushkevich model. The experimental results show that the activation with phosphoric acid develops microporosity, giving a micropore volume between 0,36 and 0,45 cm³g-1, area BET between 975 and 1320 m²g-1 and immersion enthalpy between 112,9 and 147,7 Jg-1.It was found that for higher BET area, there is a greater immersion enthalpy in benzene, lower characteristic energy and smaller value of K.
Realizaram-se comparações entre as características estruturais e parámetros energéticos, de cinco mostras de monolitos de carvão activado tipo disco, obtidos a partir de cáscara de coco mediante activação química com ácido fosfórico a diferentes concentrações. As mostras caracterizaram-se por adsorción física de N2 a 77K, CO2 a 273K, e calorimetrías de inmersión em benceno. A partir dos dados obtidos, calcularam-se volumes de microporo, mesoporo, microporosidad estreita e parámetros energéticos da entalpía de inmersión, K do modelo Langmuir e Energias características, Eo, do modelo Dubinin-Radushkevich. Os resultados experimentales indicaram que a activação com ácido fosfórico produze desenvolvimento de microporosidad, com um volume de microporo entre 0,36 e 0,45 cm³g-1, área BET entre 975 e 1320 m²g-1 e entalpías de inmersión entre 112,9 e 147,7 Jg-1. Encontrou-se que a maior área BET, existe uma maior entalpía de inmersión em benceno, uma menor energia característica e um menor valor de K.