Elaboración de partículas porosas de compositos de polietileno y fibra de agave utilizando granos de sal como plantilla: impregnación de quitosana y su uso para la adsorción de iones cromo (VI)

Abstract

En la presente tesis, se elaboraron partículas porosas a partir de materiales de desecho: polietileno de alta densidad de posconsumo y bagazo de agave. Utilizando el método de plantillas con extracción de sal se prepararon materiales con 10, 20, 30% en peso de sal y 10, 20, 30% en peso de fibra de agave por medio de extrusión. Para la lixiviación de sal se utilizó agua a temperatura ambiente (23°C) y agua a 70°C por tres métodos diferentes: a) suspensión por agitación magnética, b) en una columna de lecho empacado con recirculación y c) utilizando un sonicador. Al utilizar agua a 70°C se logró un 90% de remoción de sal, cuantificada mediante conductimetría. Este resultado fue validado mediante un análisis termogravimétrico (TGA) a las partículas preparadas con sal. Se determinó la porosidad de los materiales preparados, buscando el de mayor porcentaje de porosidad para favorecer la incorporación de quitosana. La formulación con 30% de sal y 30% de fibra (C30F10S) es considerada como la mejor opción con un 59% de porosidad, seguido por el composito con 30% de fibra espumado con 3% de azodicarbonamida (C30F03A) que presentó un 51% de porosidad. La impregnación de quitosana se realizó mediante la recirculación de una solución 2% de quitosana 2% ácido acético utilizando una columna de lecho empacado, logrando que penetre al interior de las partículas. Con esta técnica se logró retener un 8% de quitosana en el material, comparado con el 3% logrado con una simple inmersión del composito en la solución. Se realizó la adsorción por lotes de 850 mL de solución de Cr(VI) a concentraciones iniciales en un intervalo de 5 a 500 ppm, alcanzando una remoción del 70% en la concentración más elevada. Los datos obtenidos a partir de las cinéticas de adsorción fueron ajustados al modelo de pseudo segundo orden y al modelo de difusión intra partícula, mientras que las isotermas fueron ajustadas a el modelo de Freundlich.