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- Title
Efecto del pH en la adsorción de cafeína sobre una arcilla modificada con HDTMA.
- Authors
Quintero Jaramillo, Javier Andrés; Carrero Mantilla, Javier Ignacio; Sanabria González, Nancy Rocío
- Abstract
Los contaminantes de preocupación emergente como la cafeína tiene importancia a nivel mundial, debido a que investigaciones han confirmado la presencia de este compuesto en diferentes fuentes de aguas (superficiales, potables y residuales) [1]. La cafeína es un alcaloide que se emplea como componente activo en medicamentos de uso psicoestimulante, analgésico y como broncodilatador. Este compuesto no se elimina completamente en las plantas de tratamiento de aguas convencionales y es considerando un indicador de contaminación antropogénica [2,3]. La adsorción es una operación unitaria empleada para la remoción de diferentes contaminantes, incluyendo la cafeína, debido a que es un proceso sencillo, económico y eficiente. Actualmente, las investigaciones sobre adsorción están orientadas en la búsqueda de adsorbentes alternativos de bajo costo. La arcilla tipo bentonita es un adsorbente de origen natural, abundante, que puede ser modificado fácilmente mediante el intercambio catiónico con una sal de amonio cuaternario como el Bromuro de Hexadeciltrimetilamonio (HDTMA- Br), generando un material denominado organoarcilla [4,5]. El objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto del pH sobre la eficiencia en la adsorción de cafeína sobre una arcilla modificada con HDTMA. La bentonita sódica (Bent-Na) intercambiada con HDTMA-Br mostró un desplazamiento de reflexión d001, pasando de 15.40 Å en Bent-Na a 19.13 Å en Bent-HDTMA. El aumento en el espaciado basal de 3.73 Å está asociado a la incorporación del catión HDTMA+ con disposición de monocapa y bicapa lateral. Los ensayos de adsorción de cafeína en modo batch se realizaron a 25 °C, con agitación de 400 rpm, concentración de cafeína de 20 mg/L y tiempo de contacto de 2 horas, variando el pH de la solución inicial de cafeína (20 mg/L) entre 2.0-10.0 unidades. Las mayores eficiencias en la remoción de cafeína (≈ 36 %) se obtuvieron a pH ácidos, entre 2.0 y 4.0 unidades. El incremento en el pH de 2.0 a 10.0 unidades disminuyó la eficiencia en la remoción de cafeína, pasando de un 35.85 al 21.98 %. Los resultados de la caracterización estructural (DRX) de adsorbente sugieren que el mecanismo de adsorción de cafeína en la organoarcilla no fue por interacciones electrostáticas entre el catión de HDTMA+ y la molécula de cafeína, sino que la adsorción pudo darse en los bordes y caras de la lámina de la organoarcilla.
- Publication
Revista Ingeniare, 2022, Vol 18, p129
- ISSN
1909-2458
- Publication type
Article