Uso cíclico de un material geopolimérico a base de piedra pómez para la remoción de cadmio mediante tratamiento químico en medio ácido.

El aumento del consumo y la producción industrial han generado una de las mayores problemáticas ambientales, ya que pone en riesgo la disponibilidad de agua potable para los seres vivos. Por esta razón, se han empleado diversas estrategias de remediación en donde los geopolímeros surgen como materia...

Full description

Autores:
Rueda Duarte, Lisi Mildred
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/42561
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/42561
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Palabra clave:
Geopolímero
Piedra pómez
Cadmio
Reutilización
Desorción
Geopolymer
Pumice stone
Cadmium
Reuse
Desorption
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
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description El aumento del consumo y la producción industrial han generado una de las mayores problemáticas ambientales, ya que pone en riesgo la disponibilidad de agua potable para los seres vivos. Por esta razón, se han empleado diversas estrategias de remediación en donde los geopolímeros surgen como materiales adsorbentes por su alta eficiencia en la remoción de contaminantes, bajo costo y fácil síntesis; sin embargo, su reutilización no ha sido ampliamente estudiada, debido a ello, en este trabajo, se evalúa la reutilización de un material geopolimérico a base de piedra pómez capaz de remover metales pesados en aguas residuales por tratamiento químico, usando una solución de ácido clorhídrico. El geopolímero se sintetizó a partir de la activación alcalina de piedra pómez con silicato de sodio comercial, en proporciones definidas previamente por los autores. La caracterización morfológica, cristalográfica y determinación de tamaño de poro del material se realizó mediante SEM, FT-IR, DRX y BET. Inicialmente, el material fue empleado para remoción de cadmio en agua, la cantidad de metal en solución fue medida por absorción atómica (AA) para confirmar la disminución de la concentración de cadmio luego de la sorción y el material obtenido se secó en estufa a 50 °C. Posteriormente, para evaluar el proceso de desorción, se realizó el estudio de variables como tiempo de contacto entre la solución desorbente y el geopolímero, pH y cantidad de material sorbente, con agitación constante y en contacto con una solución de concentración 0,05 M de ácido clorhídrico, el cadmio en la solución se determinó por AA. Se realizaron cinco ciclos de adsorción-desorción consecutivos, obteniendo porcentajes de desorción de 88%, 90,3%, 87,5%, 90,7% y 81,7% respectivamente, lo que permite afirmar que el material geopolimérico es altamente eficiente en la remoción de metales pesados en solución acuosa aún después de varios usos.
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Inicialmente, el material fue empleado para remoción de cadmio en agua, la cantidad de metal en solución fue medida por absorción atómica (AA) para confirmar la disminución de la concentración de cadmio luego de la sorción y el material obtenido se secó en estufa a 50 °C. Posteriormente, para evaluar el proceso de desorción, se realizó el estudio de variables como tiempo de contacto entre la solución desorbente y el geopolímero, pH y cantidad de material sorbente, con agitación constante y en contacto con una solución de concentración 0,05 M de ácido clorhídrico, el cadmio en la solución se determinó por AA. Se realizaron cinco ciclos de adsorción-desorción consecutivos, obteniendo porcentajes de desorción de 88%, 90,3%, 87,5%, 90,7% y 81,7% respectivamente, lo que permite afirmar que el material geopolimérico es altamente eficiente en la remoción de metales pesados en solución acuosa aún después de varios usos.PregradoQuímicoThe increase of consume and industrial production has generated one of the greatest environmental problems, since it creates the availability of drinking water for living beings at risk. For this reason, various remediation strategies have been used where geopolymers emerge as adsorbent materials due to their high efficiency in contaminant removal, low cost and easy synthesis; However, reuse has not been widely studied, therefore, in this work, the reuse of a geopolymeric material based on pumice stone capable of removing heavy metals in wastewater by chemical treatment, using a hydrochloric acid solution, is evaluated. The geopolymer was synthesized from the alkaline activation of pumice stone with commercial sodium silicate, in proportions previously defined by the authors. The morphological, crystallographic characterization and pore size determination of the material was carried out by SEM, FT-IR, XRD and BET. Initially, the material was subjected to sorption with a cadmium solution, the amount of metal in solution was measured by atomic absorption (AA) to confirm the decrease in the cadmium concentration after sorption and the material obtained was dried in an oven at 50 °C. Subsequently, to evaluate the desorption process, the study of variables such as contact time between the desorbent solution and the geopolymer, pH and amount of sorbent material, was carried out, with constant stirring and in contact with a solution of 0.05 M concentration of hydrochloric acid, the resulting liquid was measured by AA. Five consecutive cycles were carried out, with desorption percentages of 88%, 90.3%, 87.5%, 90.7% and 81.7% respectively, which allows us to affirm that it is suitable for the reuse of removal of heavy metals in aqueous solution.https://orcid.org/0000-0003-2241-408Xapplication/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasQuímicaEscuela de QuímicaGeopolímeroPiedra pómezCadmioReutilizaciónDesorciónGeopolymerPumice stoneCadmiumReuseDesorptionUso cíclico de un material geopolimérico a base de piedra pómez para la remoción de cadmio mediante tratamiento químico en medio ácido.Cyclic use of a pumice-based geopolymer for the removal of cadmium by chemical treatment in an acid mediumTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALCarta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf86957https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5d4783ba-9ad6-402a-9beb-bca87f2f2e9a/download715dfdf0984ab68fb025c06bdcbd6306MD51Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf101439https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2912f4ba-359b-4367-841c-c5ca4e5308de/download4937bd492829e74ee5c7b1e83edc7b4aMD53Documento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf1660861https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/78154cf7-41e2-4890-90ac-1d8a63c6fe03/download7aef636c1f95cbda980d555e739bbf0eMD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2f68751f-3e4a-40fc-8dff-502ed459d6c5/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5420.500.14071/42561oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/425612024-05-22 11:37:51.423http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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