Moringa oleifera fiber and ecuadorian montmorillonite composite for removal potentially toxic metals

Abstract

El cromo hexavalente, Cr(VI), es un metal potencialmente tóxico encontrado en aguas residuales de actividades industriales. Amenaza la salud humana y el medio ambiente, por lo tanto, su remoción es necesaria en la industria. Este trabajo está enfocado en la síntesis de tres compósitos para evaluar su capacidad de adsorción, los compósitos fueron preparados a partir de la arcilla montmorillonita natural, con la fibra de semillas de Moringa oleífera (MOSP) en proporciones gMOSP/garcilla de 1.0, 0.6 y 0.2. Los materiales de partida y los compósitos fueron caracterizados a través de Espectroscopía Infrarroja (FT-IR), Espectroscopía de fotoemisión electrónica por rayos X (XPS), Difracción de rayos X (XRD), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de rayos X de Dispersión de Energía (EDX), y Análisis Superficial. Se evaluó la capacidad de adsorción de los materiales usando Espectroscopía Ultravioleta-visible (UV-Vis), y mediante la variación diferentes parámetros, tales como el pH de la solución, la concentración inicial de Cr(VI) y el tiempo de contacto adsorbente-solución. Se encontró que la fibra MOSP y el compósito conteniendo la mayor proporción de MOSP (Comp-11), presentaron los mayores porcentajes de remoción de Cr(VI), alcanzando valores de 56% y 25% de remoción, respectivamente. El comportamiento de los sistemas de adsorción fue ajustado con los modelos de Langmuir y Freundlich, así como también una propuesta del modelo de BET para sistemas líquidos, sugiriendo que el proceso de adsorción se debe a la combinación de procesos de quimisorción y fisisorción. Particularmente para el caso de los compósitos, el ajuste a los modelos mencionados indica la formación de una monocapa sobre la superficie del adsorbente, que podría ser atribuido a la presencia de MOSP en la superficie, resultando ser el principal responsable de las reacciones químicas entre el adsorbato y la superficie del adsorbente. El bajo costo y el bajo impacto negativo sobre el medioambiente, además de su capacidad de adsorción, son propiedades de atribuibles a la montmorillonita y las semillas de Moringa oleífera, y por lo tanto los compósitos obtenidos a partir de ellos resultan una interesante alternativa opción en el campo de los adsorbentes naturales.