Browsing by Author "APHESTEGUY, JUAN"
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Item Estudio de la incidencia de la utilización de un soporte de carbón activado en la preparación de nanopartículas de magnetita.(2019-05-17) MEROI, CHRISTIAN; APHESTEGUY, JUAN; de Celis, Jorge PabloEl desarrollo de distintos materiales para su uso en procesos de remoción de contaminantes es muy relevante, especialmente, para el tratamiento terciario de aguas para consumo humano. En esa dirección, se sintetizaron nanopartículas de magnetita (NM), Fe3O4, por vía química, mediante una reacción de precipitación sobre carbón activado (CA). El objetivo principal de este trabajo fue el estudio de la incidencia de las características texturales del CA en la formación de las NM.Item Modelado de la cinética de adsorción de cr(vi) empleando carbón activado como adsorbente(2018-04) BERALDI, AGUSTINA; APHESTEGUY, JUAN; de CELIS, JORGEEn el presente trabajo se analiza el modelado de la cinética de adsorción de cromo hexavalente utilizando como material adsorbente carbón activado (CA) obtenido a partir cáscara de maní y desarrollado por activación química. Para la preparación del adsorbente, se utilizó ácido ortofosfórico (H3P04) como agente activante, el cual se mezcló con la cáscara de maní en una relación másica ácido/precursor de 2:1. Luego, se procedió con un pretratamiento térmico a 110ºC durante 2 horas, para después someter el material a un proceso de carbonización. Donde, se programó una rampa de calentamiento de 7,5 °C /min hasta alcanzar una temperatura final de 450°C que se mantuvo por 60 minutos en una atmósfera autogenerada. El estudio de la cinética de adsorción del contaminante modelo, se llevó a cabo en un ensayo batch de agitación continua, a temperatura ambiente. Para ello, se usó una dosis de 0,1 g del CA preparado en 100 ml de solución de K2Cr2O7 con una concentración inicial de 50 ppm de Cr(VI). Una vez puesto en contacto el sistema, se tomaron alícuotas de 1 ml de solución a diferentes tiempos de contacto, con el objetivo de determinar la capacidad de adsorción (qt). La medición de la concentración del adsorbato se realizó mediante espectrofotometría UV-VIS a λ =540 nm. El análisis del mecanismo de adsorción se investigó a partir de la búsqueda de los parámetros de los modelos de pseudo primer orden (qt=qe (1-e-k1t), de pseudo segundo orden (qt= (k2 qe2 t)/(1+ k2 qe t)) y la ecuación de Elovich (qt=1/β ln(βαt)), que relaciona la velocidad inicial de adsorción (α) y la constante de velocidad de desorción (β). En lo que respecta al modelo de pseudo primer orden se obtuvo un coeficiente de correlación R2 de 0,94, un 2 (chi-cuadrado) de 6,7 y una constante de 0,0041 min-1. Luego, el modelo de pseudo segundo orden presentó un valor de R2 de 0,99, un 2 de 0,16 y una constante de 0,15 mmol Cr (VI) min-1. Finalmente, la ecuación de Elovich resultó en un R2 de 0,97, un 2 de 0,09, un α de 7,3 mmol Cr (VI) gCA-1 min-1 y un β de 62,4 mmol Cr(VI) gCA-1 min-1. El modelo de pseudo segundo orden y la ecuación de Elovich modelan la cinética de adsorción con buena precisión. El primero establece que la etapa limitante de la velocidad de adsorción es una adsorción química y la ecuación de Elovich supone que los sitios activos del adsorbente son heterogéneos exhibiendo diferentes energías de activación. Además, en trabajos anteriores, se encontró que la isoterma de adsorción que mejor modela los datos experimentales es aquella que presenta una distribución exponencial de energías para los sitios de adsorción con una fuerte intensidad de adsorción del cromo. Todo esto sumado al análisis de los valores de 2, para cada modelo propuesto, nos permite sugerir que la ecuación de Elovich sería la más apropiada para representar la cinética de adsorción del sistema CA-Cr(VI).Item Preparación de materiales adsorbentes a partir de carbón activado dopado con nanopartículas de magnetita para remoción de contaminantes(2018-04) MEROI, CHRISTIAN; VASQUEZ, Micaela; APHESTEGUY, JUAN; de CELIS, JORGESe trabajó sintetizando nanopartículas de magnetita (Fe3O4), por vía química, mediante una reacción de precipitación sobre carbón activado. El objetivo de desarrollar estos materiales es utilizarlos como filtros para retener distintos contaminantes presentes en efluentes de diferente procedencia. El carbón activado fue preparado a partir de cascara de maní como precursor, proveniente de desechos alimenticios. El material de partida se acondicionó secándolo a 120ºC en estufa, llevándolo luego a un tamaño promedio menor a 0,5 mm. Posteriormente, una masa determinada se puso en contacto con una solución de ácido ortofosfórico (H3PO4), en relación 2:1 (acido: precursor), durante tiempo suficiente para lograr una buena impregnación. Seguidamente se realizó un pretratamiento térmico en estufa a 110ºC y durante 2 horas. El material se carbonizó en mufla, con una rampa de calentamiento constante hasta alcanzar los 450ºC, manteniendo esa temperatura durante 1 hora. Finalmente, se procede al lavado y posterior secado del material obtenido. Las nanopartículas de magnetita se prepararon a partir de sulfato ferroso heptahidratado (FeSO4.7H2O), utilizando nitrato de potasio (KNO3), en la masa adecuada para oxidar parte de los iones Fe2+ a Fe3+. Para lograr el medio básico adecuado y precipitar las nanopartículas se utilizó Amoníaco (NH3) concentrado. Durante la preparación de magnetita se agregó una masa preestablecida de carbón activado, suspendido en agua destilada. La reacción se mantiene en agitación mecánica constante, a una temperatura de 85ºC controlada mediante baño termostático. Una vez finalizada la reacción, la muestra obtenida se lavó y filtró al vacío. De esta manera, se obtuvieron 5 muestras con distintas relaciones másicas de magnetita y carbón activado, y una muestra de magnetita sola. Las muestras se caracterizaron estructuralmente mediante Difracción de Rayos X (DRX) y Espectroscopia Infrarroja (FTIR), y morfológicamente empleando Microscopia Electrónica de Barrido (SEM). Los resultados de los difractogramas DRX mostraron la formación de la fase espinela, característica de la magnetita, y la aparición de picos de difracción, no tan nítidos, en las muestras conteniendo mayor porcentaje de carbón activado. Los resultados del análisis de los espectros infrarrojos, muestran la presencia de los picos y bandas que se corresponden con los característicos de carbón activado y de magnetita. En lo que respecta al tamaño de partículas, el análisis de las micrografías SEM indica que, con el agregado de carbón activado, el tamaño de las nanopartículas disminuye de forma notoria. Para estudiar su aplicación, se realizaron ensayos batch de adsorción con cromo hexavalente Cr (VI), a partir de soluciones de dicromato de potasio (K2Cr2O7), en condiciones de temperatura y agitación constantes. Morfológica y estructuralmente, el procedimiento realizado dio como resultado las nanopartículas esperadas. Además, los materiales desarrollados son aptos para su aplicación en la industria de tratamiento de efluentes. También hay que destacar que el carbón activado se obtiene a partir de un recurso renovable y de muy bajo costo. La perspectiva a futuro es de seguir estudiando el comportamiento de los mismos en distintas condiciones de operación, además de considerar otros contaminantes, como el arsénico.Item Remoción de cromo hexavalente empleando carbón activado como adsorbente(2018-04) PELLEGRINI, JORGE; de CELIS, JORGE; APHESTEGUY, JUANEn el presente trabajo se estudió la factibilidad de remoción de Cr(VI) empleando como material adsorbente un carbón activado sintetizado a partir de la cáscara de nuez de nogal por activación química y en atmósfera autogenerada. El estudio de las características morfológicas y la química superficial de las muestras preparadas evidenciaron el desarrollo de una elevada porosidad y la presencia de grupos funcionales de distinto tipo. Esto permitiría explicar su capacidad de adsorción. Se realizaron ensayos cinéticos de adsorción de Cr(VI), a distintas temperaturas, con el fin de ensayar los modelos de pseudo primer orden y pseudo segundo orden. Además, los resultados obtenidos permitieron observar y ponderar las resistencias involucradas durante el proceso de adsorción La ecuación cinética de pseudo segundo orden modeló en forma más adecuada el proceso de adsorción a las distintas temperaturas empleadas. El efecto de la temperatura fue más notorio en la última etapa de adsorción, proceso que ocurre en los poros más pequeños. Los resultados indican que el carbón activado sintetizado a partir de la cáscara de nuez de nogal presenta una remoción efectiva de cromo hexavalente.Item Simulación de la cinética de adsorción de cr(vi) empleando una red neuronal artificial(2019-05-17) PELLEGRINI, JORGE; APHESTEGUY, JUAN; de CELIS, JORGESe estudió la cinética de adsorción de Cr(VI) empleando carbón activado (CA) como adsorbente, sintetizado a partir de cáscara de nuez. La cinética evalúa la cantidad de contaminante adsorbido en función del tiempo. La adsorción en un medio poroso es un proceso por etapas donde las resistencias predominantes modifican su intensidad a medida que la superficie se satura. El problema de los modelos vigentes, como los modelos de primero y segundo orden, es que consideran una resistencia media de magnitud invariante, aproximando así el comportamiento real. Al no correlacionarse con la realidad empírica, la capacidad predictiva se ve afectada. Observando esta carencia, se propone el empleo de una red neuronal artificial (RNA) que prediga el comportamiento experimental. A partir de los resultados obtenidos la RNA explicaría la variabilidad de los datos en un 82%, seguido por el modelo de segundo (51%). Este estudio preliminar indicaría la elevada eficacia de las RNA para el modelado de procesos de adsorción.