Preparación de alúminas modificadas orgánicamente para la remoción de contaminantes en aguas

Abstract

La remoción y depósito de los desechos de pesticidas y otros compuestos orgánicos en ambientes acuáticos presentan uno de los problemas más importantes de la agricultura moderna. Varias técnicas como la extracción con solventes, la tecnología de membranas de intercambio, osmosis reversa, la filtración y adsorción son utilizadas para el tratamiento de aguas, pero estas técnicas son efectivas solo a bajas concentraciones de contaminantes orgánicos. La γ-alúmina, convencionalmente utilizada en catálisis posee un área superficial por debajo de los 300 m2/g, esta superficie es hidrofílica y tiene una baja afinidad de adsorción para los compuestos orgánicos que tienen bajan solubilidad en agua. Recientemente se han sintetizado alúminas mesoporosas con alta área superficial. La modificación de la superficie de estas con surfactantes, incrementa las posibilidades de ampliar sus aplicaciones al aumentar su afinidad hacia compuestos orgánicos contaminantes tales como fenol, colorante, herbicidas, entre otros. De acuerdo a lo antes expuesto, se plantea en la presente investigación modificar γ-alúmina con surfactante dodecil sulfato de sodio (SDS), para evaluar su capacidad de remoción de fenol en agua. La presente investigación se dividió en tres etapas fundamentales, la primera corresponde a la preparación de una esponja de alúmina que posea alta área superficial, con propiedades morfológicas y texturales necesarias para el tratamiento de aguas, la segunda consiste en la modificación de la superficie de la alúmina, esta modificación se lleva a cabo empleando un surfactante aniónico denominado dodecil sulfato de sodio (SDS), las alúminas modificadas con surfactante (AMS) se prepararon empleando cuatro sistemas: extrudados, esponjas de alúminas, alúmina en polvo comercial y sintetizada. Una vez obtenidas las AMS se estudió la remoción de fenol utilizando un patrón estándar con una concentración de 10 ppm, y determinando la cantidad de fenol en la solución a la salida del sistema. Se obtuvieron esponjas cerámicas con áreas superficiales superiores a los 182 m2/g, obteniéndose pérdidas de área menores al 14 % respecto a la alúmina de partida. Estas estructuras ofrecen una resistencia mecánica adecuada, baja resistencia al flujo y alta porosidad, características necesarias para la aplicación prevista. Entre las principales conclusiones de este trabajo se pueden citar: • Se obtuvieron sólidos modificados con surfactante con una capacidad de remoción de fenol en aguas superior al 90%. • La alúmina sintetizada modificada es capaz de tratar de manera eficiente una mayor cantidad de agua contaminada que los sistemas de alúmina comercial. • La capacidad de remoción de fenol del agua por parte de los sistemas sin modificar es el siguiente: alúmina sintetizada>extrudado>esponja cerámica >alúmina comercial en polvo, con un porcentaje de adsorción de contaminantes menor al 37%.