Equilibrio, cinética y termodinámica de la adsorción del colorante DB-86 sobre carbón activado de la cáscara de yuca / Equilibrium, kinetic and thermodynamic of direct blue 86 dye adsorption on activated carbon obtained from manioc husk

RESUMEN

RESUMEN Objetivo. Establecer mediante experimentos por lote la capacidad de remoción, la cinética y termodinámica de adsorción del carbón activado preparado a partir de la cáscara de yuca (Manihot esculenta) en la remoción del colorante azul directo 86. Materiales y métodos. La metodología experimental consistió inicialmente en la preparación del carbón activado por activación química de la cáscara de yuca con H3PO4 y su posterior calcinación a 530°C. En la caracterización se determinaron las propiedades de textura mediante el índice de yodo e índice de azul de metileno, se cuantificaron los grupos funcionales orgánicos ácidos y básicos con el método Boehm, y se realizó el análisis próximo siguiendo las normas ASTM D-2867-70, ASTM D2866 y ASTM D2866-94. En el estudio por lote, el efecto de varios parámetros sobre la capacidad de adsorción fueron evaluados el pH (2, 4, 8 y 10), la temperatura (25, 30 y 40°C) y la concentración inicial de colorante (20, 40, 60, 80 y 100 mg/L). Tanto las características fisicoquímicas como los ensayos de adsorción del carbón activado preparado a partir de la cáscara de yuca (CAY) fueron comparadas con otro de marca comercial (CAM). Resultados. Los resultados de la caracterización indican que ambos carbones tienen una química de superfície heterogénea, de naturaleza ácida para el CAY y básica para el CAM. La máxima capacidad obtenida fue 6.1 mg/g para el CAY y de 3.7 mg/g para el CAM. Los cálculos termodinámicos indican que la remoción es espontánea y para ambos carbones la cinética se ajusta al modelo de pseudo segundo orden. Conclusiones. El carbón activado obtenido a partir de la cáscara de yuca puede considerarse un adsorbente eficiente en la remoción de colorantes.

ABSTRACT

ABSTRACT Objective. To establish by means of experimenting by batch the capacity of removal, the kinetics and adsorption thermodynamics of activated carbon prepared from manioc husk (Manihot esculenta) in the removal of direct blue 86 dye. Materials and methods. Firstly, the experimental methodology worked on the preparation of activated carbon by chemical activation of manioc husk with H3PO4 calcined at 530°C. In the characterization the texture properties were determined by means of the blue methylene and iodine indices, the basic and acidic functional groups were quantified by the Boehm method, and the proximate analyses were done following the norms ASTM D2867-70, ASTM D2866 and ASTM D2866-94. During the batch studies, the effect of several parameters over the adsorption capacity was evaluated pH (2, 4, 8 and 10), temperature (25, 30 and 40°C) and initial concentration of the dye (20, 40, 60, 80 and 100 mg/L). Both physicochemical and adsorption characteristics of the activated carbon from manioc husk (CAY) were compared against those of a commercial brand (CAM). Results. The results of characterization showed that both carbons have a chemistry heterogeneous surface, acidic for CAY and basic for CAM. The maximum capacity obtained was 6.1 mg/g for CAY and 3.7 mg/g for CAM. The thermodynamic calculations showed that the removal was spontaneous. The kinetics for both carbon samples fits a pseudo second-order model. Conclusions. The activated carbon obtained from the manioc husk can be considered an efficient adsorbent for the removal of dyes.