Estudio Cinético y Termodinámico de la Eliminación de Colorantes Catiónicos Usando Biochar Activado Sintetizado a Partir de Desechos
Autores: Abuabara, Andrés; Diaz-Uribe, Carlos; Vallejo, William; Duran, Freider; Mosquera-Vargas, Edgar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio Cinético y Termodinámico de la Eliminación de Colorantes Catiónicos Usando Biochar Activado Sintetizado a Partir de Desechos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Biochar activado sintetizado
Azul de metileno
Metodología de superficie de respuesta
Parámetros de adsorción
Estudio cinético
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, sintetizamos un biochar activado utilizando residuos como fuente de carbono. Se utilizó ácido cítrico (AC) como agente químico para la activación del biochar. Se investigó la eliminación de azul de metileno (AM) utilizando el biochar fabricado. Se empleó un diseño experimental de metodología de superficie de respuesta (MSR) para evaluar los efectos de los parámetros de síntesis, incluyendo la temperatura y la relación de masa AC/biochar, sobre la eficiencia de eliminación de AM del biochar. También se examinó el impacto de los parámetros de adsorción, como la dosis de biochar, el pH, la concentración de AM y la fuerza iónica. Se realizaron estudios de adsorción cinética e isotérmica para evaluar la eficacia del biochar activado. El estudio cinético reveló una capacidad máxima de adsorción de 37.6 mg/g y una constante de velocidad de 0.0022 g mg min, siendo el modelo de pseudo-segundo orden el que mejor se ajustó. El estudio isotérmico indicó que el modelo de Freundlich describió mejor los datos, con 37.8 mg/g y 1/ = 0.498. El análisis termodinámico mostró que la adsorción de AM en el biochar fue espontánea (G = -9.14 kJ/mol), endotérmica (H = 17.87 kJ/mol) y impulsada por un aumento de entropía (S = 89.20 J/mol·K).
Descripción
En este estudio, sintetizamos un biochar activado utilizando residuos como fuente de carbono. Se utilizó ácido cítrico (AC) como agente químico para la activación del biochar. Se investigó la eliminación de azul de metileno (AM) utilizando el biochar fabricado. Se empleó un diseño experimental de metodología de superficie de respuesta (MSR) para evaluar los efectos de los parámetros de síntesis, incluyendo la temperatura y la relación de masa AC/biochar, sobre la eficiencia de eliminación de AM del biochar. También se examinó el impacto de los parámetros de adsorción, como la dosis de biochar, el pH, la concentración de AM y la fuerza iónica. Se realizaron estudios de adsorción cinética e isotérmica para evaluar la eficacia del biochar activado. El estudio cinético reveló una capacidad máxima de adsorción de 37.6 mg/g y una constante de velocidad de 0.0022 g mg min, siendo el modelo de pseudo-segundo orden el que mejor se ajustó. El estudio isotérmico indicó que el modelo de Freundlich describió mejor los datos, con 37.8 mg/g y 1/ = 0.498. El análisis termodinámico mostró que la adsorción de AM en el biochar fue espontánea (G = -9.14 kJ/mol), endotérmica (H = 17.87 kJ/mol) y impulsada por un aumento de entropía (S = 89.20 J/mol·K).