Cellulose based composite as cerium adsorbent from aqueous solution

Abstract

En este trabajo se presenta la preparación de hidrogel de CMC funcionalizado con tiourea, habiéndose incorporado en su estructura una combinación óptima de grupos funcionales, que le otorgan al hidrogel una alta eficiencia para la remoción de Ce en solución acuosa. Se mezcló una proporción de CMC y tiourea para agitarla en agua durante aproximadamente 30 min hasta que se formó una mezcla homogénea de reactivos. Los análisis FTIR corroboraron la incorporación de estos grupos funcionales a la estructura del hidrogel, observándose modificaciones respecto a los espectros de los correspondientes compuestos precursores. El análisis morfológico evidenció una estructura porosa del hidrogel, contribuyendo significativamente al proceso de adsorción. Sorprendentemente, se observó una cinética de adsorción rápida, lo que sugiere una alta afinidad entre el hidrogel y el Ce. Los resultados obtenidos indican que la eliminación total de Ce de las soluciones se alcanza más rápido cuando la concentración inicial de soluciones de sal de cerio, o la proporción entre la cantidad de adsorbato y adsorbente es baja. Un aumento de la temperatura disminuye el tiempo necesario para completar dicha eliminación. Sin embargo, bajo condiciones moderadas, ∼ 40 °C, parece alcanzarse un régimen de saturación. Además, el modelo PSO es el más adecuado para describir el mecanismo de adsorción sobre el hidrogel 32B ya que, valores para el coeficiente de correlación son superiores a los obtenidos a par- tir del modelo PFO. De acuerdo con la información previamente reportada, el proceso de adsorción parece estar controlado por un proceso de quimisorción. Parece que Freundlich es el modelo más apropiado para describir el proceso de adsorción de Ce, ya que el coefi- ciente de regresión no lineal fue mayor que el de la isoterma de Langmuir. Sin embargo, el análisis XPS sugiere que los grupos carboxilato están formando complejos químicos bidentados con el Ce, esto indica que la similitud entre los coeficientes de correlación de ambos modelos de isotermas puede verse afectada debido a las bajas concentraciones de solución de Ce que se usaron para hacer la curva de calibración. Por lo tanto, el modelo de isoterma de Langmuir es el modelo más apropiado para describir el proceso de quimisorción.