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Adsorbentes a base de cenizas volantes de carbón para la eliminación de tetraciclina: Perspectivas comparativas sobre la modificación y conversión de zeolita

Autores: Houghton, Eric E.; Yapi, Litha; Haneklaus, Nils; Brink, Hendrik G.; Tichapondwa, Shepherd M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Adsorbentes a base de cenizas volantes de carbón para la eliminación de tetraciclina: Perspectivas comparativas sobre la modificación y conversión de zeolita


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Xenobióticos
Tetraciclina
Adsorción
Zeolita
Eliminación
Eficiencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 44

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los xenobióticos emergentes, como la tetraciclina (TC), representan riesgos significativos tanto para el medio ambiente como para la salud humana. La adsorción es un método reconocido para eliminar estos contaminantes, y en este estudio, se modificó la ceniza de carbón (FA), un subproducto de la combustión del carbón, para desarrollar adsorbentes. Se prepararon FA modificada con ácido (AM-FA) y FA modificada con base (BM-FA), y se sintetizó zeolita Na-P1 (ZNa-P1) mediante tratamiento hidrotérmico. Las pruebas de adsorción revelaron que BM-FA y ZNa-P1 eliminaron el 76% y el 90% de TC, respectivamente, en comparación con el 35% con FA no modificada. AM-FA tuvo el rendimiento más bajo, eliminando solo el 11% de TC. El rendimiento superior de ZNa-P1 se relacionó con su alta pureza de zeolita, con una capacidad de intercambio catiónico (CEC) de 6.37 meq/g y un área superficial de 35.7 m/g. Aunque BM-FA tenía un área superficial mayor de 110.8 m/g, mostró una CEC más baja de 3.42 meq/g. La eficiencia de adsorción se relacionó más estrechamente con la CEC que con el área superficial. La eliminación óptima de TC con ZNa-P1 se logró con una dosis de 7.5 g/L y pH 5. El proceso siguió cinética de pseudo segundo orden y la isoterma de Langmuir, con una capacidad máxima de 46.34 mg/g a 30 grados C. La termodinámica de la adsorción indicó que la adsorción fue endotérmica y espontánea. El mecanismo de adsorción de tetraciclina en ZNa-P1 involucró atracción electrostática, hidrógeno e intercambio iónico. Este estudio se alinea con los ODS 6 (Agua Limpia y Saneamiento) y 12 (Consumo y Producción Responsables).

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