Adsorción de un complejo de hierro sobre nanocristales de dióxido de titanio utilizando un residuo piridina / Adsorption of an iron complex on nanocrystals of titanium dioxide using a pyridine residue / Adsorção de um complexo de ferro em nanocristais de dióxido de titânio usando um resíduo de piridina

Resumen Debido a que los fenómenos de adsorción de tinturas sobre óxidos metálicos son de gran importancia en la búsqueda de sistemas de conversión de energía solar, en este trabajo se presenta el comportamiento espectroscópico y electroquímico del complejo [Fe(pytpy2)] (PF6)2 (donde pytpy es 4'-(piridin-4-il)-2,2':6',2"-terpiridina) en solución fluida y anclado sobre una película delgada de nanocristales de dióxido de titanio. La constante de formación del aducto se estimó utilizando el modelo isotérmico de Langmuir y se encontró un valor de 1,03x105 M-1 para dicho complejo. El anclaje del complejo sobre la superficie del óxido metálico semiconductor se debe a la interacción del residuo de piridina con los sitios ácidos de Lewis presentes en la superficie del TiO2. Se observó que las propiedades espectroscópicas y electroquímicas del complejo no se ven modificadas por la adsorción.

Abstract Because the phenomena of adsorption of tinctures on metal oxides are of great importance in the search for solar energy conversion systems, this paper presents the spectroscopic and electrochemical behavior of the complex [Fe(pytpy2)](PF6)2 (where pytpy is 4'-(4-pyridyl)-2,2':6',2''-terpyridine) in a fluid solution and anchored on a thin film of nanocrystals of titanium dioxide. The adduct formation constant was estimated using the Langmuir isothermal model, with a value of 1.03x105 M-1 for the complex. The anchoring of the complex on the surface of the semiconductor metal oxide is due to the interaction of the pyridine residue with the Lewis acid sites presented on the TiO2 surface. Results indicated that the spectroscopic and electrochemical properties of the complex are not modified by the adsorption.

Resumo Os fenômenos de adsorção de tinturas em óxidos metálicos são de grande importância na busca por sistemas de conversão de energia solar, motivo pelo qual neste trabalho o comportamento espectroscópico e eletroquímico do complexo [Fe(pytpy2)] (PF6)2 (onde pytpy é 4'-(piridin-4-il)-2,2':6',2"-terpiridina) em uma solução fluida e ancorada em um filme fino de nanocristais de dióxido de titânio. A constante de formação de aduto foi estimada pelo modelo isotérmico de Langmuir, com valor de 1.03x105 M-1 para o referido complexo. A ancoragem do complexo na superfície do óxido de metal semicondutor é devida à interação do resíduo de piridina com os sítios de ácido de Lewis presentes na superfície do TiO2, observando que as propriedades espectroscópicas e eletroquímicas do complexo não são modificadas pela adsorção.

Adsorption and availability of phosphorus in response to humic acid rates in soils limed with CaCO3 or MgCO3 / Adsorção e disponibilidade de fósforo em resposta a doses de ácido húmico em solos corrigidos por CaCO3 ou MgCO3

ABSTRACT Humic acid (HA) may reduce adsorption and increase soil P availability, however, the magnitude of this effect is different when Ca2+ prevails over Mg2+ in limed soils. The objective of this study was to evaluate the effects of HA rates and carbonate sources on the adsorption, phosphate maximum buffering capacity (PMBC), and P availability in two contrasting soils. Oxisol and Entisol samples were firstly incubated with the following HA rates: 0, 20, 50, 100, 200 and 400 mg kg-1, combined with CaCO3 or MgCO3, to evaluate P adsorption. In sequence, soil samples were newly incubated with P (400 mg kg-1) to evaluate P availability. The least P adsorption was found when 296 mg kg-1 of HA was added to Oxisol. Applying HA rates decreased maximum adsorption capacity, increased P binding energy to soil colloids and did not alter PMBC of Entisol. Available P contents in Oxisol increased with HA rates, but it did not change in Entisol. Choosing the right HA rate can decrease PMBC up to 40% and increase the Oxisol P availability by 17%. Application of MgCO3 instead of CaCO3 decreased P adsorption in both soils. Thus, a positive correlation between Ca2+ content and PMBC was verified. Optimum rate of HA and the preponderance of Mg2+ instead of Ca2+ in soil volume fertilized with P are effective practices to reduce adsorption and increase P availability, especially in clayey Oxisol.

RESUMO O ácido húmico (AH) pode reduzir a adsorção e aumentar a disponibilidade de P nos solos, entretanto, a magnitude desse efeito é diferente quando o Ca2+ prevalece sobre Mg2+ em solos com acidez corrigida. Objetivou-se avaliar os efeitos de doses de AH e fontes de carbonato na adsorção, fator capacidade de P máximo (FCPm) e disponibilidade de P em solos contrastantes. Amostras de Latossolo e Gleissolo foram primeiramente incubadas com as seguintes doses de AH: 0, 20, 50, 100, 200 e 400 mg kg-1, combinadas com CaCO3 ou MgCO3, para avaliar a adsorção de P. Em sequência, as amostras de solo foram novamente incubadas com P (400 mg kg-1), para determinar a disponibilidade de P. A aplicação de doses de AH reduziu a capacidade máxima de adsorção, aumentou a energia de ligação do P e não alterou a FCPm do Gleissolo. O teor de P disponível aumentou com o acréscimo das doses de AH no Latossolo, contudo, não foram alterados no Gleissolo. A escolha correta da dose de AH reduziu a FCPm em até 40% e aumentou a disponibilidade de P no Latossolo em 17%. A aplicação de MgCO3 em vez do CaCO3 reduziu a adsorção de P em ambos os solos. Assim, houve correlação positiva entre o teor de Ca2+ e a FCPm. A dose ótima de AH e a predominância de Mg2+ sobre Ca2+ no volume de solo adubado com P são práticas efetivas para reduzir a adsorção e aumentar a disponibilidade de P, especialmente, no Latossolo argiloso.

Capacidad de adsorción de plomo con intercambiadores catiónicos de carbón xantado / Adsorption capacity of lead with cationics exchangers of xanted coal

En este estudio, se describe la adsorción de plomo (Pb2+) en soluciones acuosas, a partir de carbón modificado, mediante tratamiento con CS2 y NaOH, empleando una relación 16,6:1 NaOH/Carbón p/p y 4,08:1 CS2/carbón p/p. Se realizaron pruebas de pH, cinéticas e isotermas de adsorción, para evaluar la capacidad de adsorción del carbón xantado y carbón no xantado. Los grupos azufre en el carbón xantado fueron identificados por espectroscopia infrarroja de reflectancia difusa (FTIR) y comparados con los espectros del carbón no xantado. Los resultados muestran que la mejor remoción de plomo en la solución con una concentración de 100mg de Pb2+/L y dosis de 50mg de adsorbente/10mL, respectivamente, fue a un valor de pH 5,0, logrando un porcentaje de adsorción de 98%. Los estudios cinéticos indican que el proceso de adsorción puede alcanzar el equilibrio alrededor de 120min, siguiendo una cinética de pseudo-segundo orden, para ambos materiales. El estudio de las isotermas indica que el carbón se ajusta mejor a una isoterma de tipo Langmuir y cuando se somete a la xantación, se ajusta a una isoterma de tipo Freundlich.

This study describes the adsorption of lead (Pb2+) in aqueous solutions of modified coal by treatment with CS2 and NaOH, using a ratio of 16,6:1 NaOH/coal (w/w) and 4,08 CS2/coal (w/w). Different tests such as acidity, kinetic and adsorption isotherms were carried out in order to assess the adsorption capacity of xanted and non-xanted coal. The sulfur groups presented in the xanted coal were identified by infrared spectroscopy(FTIR) and they were compared with non-xanted coal spectrum. The results show that the best lead removal in the solution (with a concentration of 100mg Pb2+/L and 50mg of adsorbent) was obtained at pH 5.0 for both coal (xanted and non-xanted) with an adsorption percentage of 98%. The kinetic studies indicate that the adsorption process can reach the equilibrium in about 120 minutes, following a pseudo-second order kinetics for both materials. The isotherms study indicates that the coal fits best to a Langmuir-type isotherm, however when the coal is xanted, it fits best to a Freundlich-type isotherm.

Panus tigrinus as a potential biomass source for Reactive Blue decolorization: isotherm and kinetic study

Background: Textile and dye industries pose a serious threat to the environment. Conventional methods used for dye treatment are generally not always effective and environmentally friendly. This drove attention of scores of researchers to investigate alternative methods for the biodegradation of dyes using fungal strains. In this work, white-rot fungus (Panus tigrinus) was used as a biosorbent for the decolorization of Reactive Blue 19. The process parameters that were varied were initial concentration (50­150 mg/L), contact time (30­90 min), and pH (2­6). In addition, to gain important data for the evaluation of a sorption process, the equilibrium and kinetics of the process were determined. Results: White-rot fungus showed great potential in decolorizing Azo dyes. The strain showed the maximum decolorization of 83.18% at pH 2, a contact time of 90 min, and an initial concentration of 50 mg/L. The Langmuir isotherm described the uptake of the Reactive Blue 19 dye better than the Freundlich isotherm. Analysis of the kinetic data showed that the dye uptake process followed the pseudo second-order rate expression. Conclusion: The biosorption process provided vital information on the process parameters required to obtain the optimum level of dye removal. The isotherm study indicated the homogeneous distribution of active sites on the biomass surface, and the kinetic study suggested that chemisorption is the rate-limiting step that controlled the biosorption process. According to the obtained results, P. tigrinus biomass can be used effectively to decolorize textile dyes and tackle the pollution problems in the environment.

Remoción de crooo hexavalente de aguas contamindas usando quitosano obtenido dde exoesqueleto de camarón / Removalof hexavaalent chromium from contaminated water sing chitosan oobtained from shrimp exoskeleton / Remoção de cromo hexavalente de aguas contaminadas usando quitosaa obtido de exooesqueleto de camarão

El exoesqueleto de camarón desechado por la industria puede ser aprovechado para la obtención de quitina y quitosano con la utilización de reactivos comerciales de muy bajo costo. El quitosano es un biopolímero que tiene diversos usos, entre ellos, la remoción de metales pesados a partir de aguas residuales. En este estudio se utilizó quitosano para la remoción de cromo hexavalente a partir de muestras de aguas residuales del proceso de galvanizado (cromado) de una industria de Cartagena. La remoción de cromo se realizó por un proceso discontinuo, a un pH óptimo encontrado en este estudio de 2.0 y una temperatura de 26 °C. La cinética de adsorción fue estudiada mediante el uso de la isoterma de Langmuir, siendo la capacidad máxima de adsorción (Qmax) de 200 mg/g. La remoción de cromo hexavalente a partir de las muestras de aguas residuales fue del 99.98 %.

The exoskeleton of shrimp discarded by the industry, can be used for the production of chitin and chitosan with the use of very low cost commercial reagents. Chitosan is a biopolymer that has many uses, including heavy metals removal from wastewater. In this study, chitosan was used to remove hexavalent chromium from wastewater samples from the galvanizing process (chrome) of an industry in the city of Cartagena. The chromium removal was performed by a batch process at an optimum pH found in this study of 2.0 and a temperature of 26 °C. The adsorption kinetics was studied by using the Langmuir isotherm, being the maximum adsorption capacity (Qmax.) of 200 mg/g. The removal of hexavalent chromium from wastewater samples was 99.98 %.

O exoesqueleto de camarão desperdiçado pela indústria pode ser aproveitado para a obtenção de quitina e quitosana usando reagentes comerciais de baixo custo. A quitosana é um biopolimero que tem diversos usos como a remoção de metais pesados de aguas residuais. Neste estudo se usou quitosana para a remoção de cromo hexavalente de amostras de aguas residuais do processo de galvanizado (cromado) de uma indústria da cidade de Cartagena (Colômbia). A remoção do cromo se realizou através de um processo continuo em um pH de 2.0 como condição ótima encontrada durante a realização deste estudo e uma temperatura de 26 °C. A cinética de adsorção foi estudada através do uso da isoterma de Langmuir, sendo a capacidade máxima de adsorção (Qmax) de 200 mg/g. A remoção de cromo hexavalente a partir das amostras residuais foi de 99.98 %.

RELACION ENTRE LA ENTALPÍA DE INMERSIÓN DE UN CARBÓN ACTIVADO EN SOLUCIONES ACUOSAS DE Pb2+ Y LOS PARAMETROS DE ADSORCIÓN / THE RELATION BETWEEN IMMERSION ENTHALPY AND ADSORPTION PARAMETERS FOR AN ACTIVATED CARBON IN AQUEOUS Pb2+SOLUTIONS

Se prepara un carbón activado a partir de carbón mineral por impregnación con solución al 50% de ácido fosfórico, el cual presenta un área superficial de 586 m².g-1 y un volumen total de poro de 0,37 cm³g-1; en lo que respecta a características químicas el carbón activado presenta un mayor contenido de sitios ácidos, 0,92 meq g-1, que de sitios básicos, 0,63 meq g-1, que le proporcionan una característica aproximadamente neutra con un pHpzc de 7,4. La cantidad adsorbida de Pb2+ y la entalpía de inmersión en soluciones de a diferentes valores de pH, muestran que estos valores son máximos para pH 4 con valores de 15,7 mgg-1 y 27,6 Jg-1 respectivamente. Se establecen comportamientos semejantes de la entalpía de inmersión y la cantidad adsorbida en función del pH; y se obtienen relaciones del tipo función de segundo grado entre la constante de adsorción y la entalpía de inmersión y entre dicha constante y el pH de la solución.

We report the preparation of an activated carbon obtained by impregnation of mineral carbon samples with phosphoric acid solution (50%). The obtained material, exhibits a superficial area of 586 m².g-1 and a total pore volume of 0,37 cm³g-1. With respect to the chemical properties, the activated carbon shows an increased number of acidic sites (0,92 meq g-1) compared to basic sites (0,63 meq g-1 ) which yields a material with almost neutral characteristics (pHpzc: 7,4). At a pH: 4.0 the amount of Pb2+ absorbed and the immersion enthalpy values for the activated carbon reached maxima with values of 15.7 mg-1 y 27,6 Jg-1 respectively. It was established that similar behaviour occurs for the two properties, absorption and immersion enthalpy, as a function of pH. In addition, a second order function that relates the adsorption constant and immersion enthalpy, and the adsorption constant and pH of the solution are presented.