Physicochemical characterization of biopolymer extracted from the biodiversity of Ecuador as potential adsorbent for removal of heavy metals ions from wastewater

Abstract

El agua contaminada por metales pesados de diversas fuentes antropogénicas es una gran preocupación en la comunidad mundial, debido a su impacto en el ser humano y medios acuáticos. Los materiales adsorbentes a base de celulosa son de gran interés por su característica biodegradable y no tóxica. Entre los métodos de tratamiento de agua, la adsorción es de gran importancia por ser un proceso simple, de bajo costo y ser una tecnología alternativa sostenible para remover trazas de metales pesados. En este contexto, el presente estudio evalúa las propiedades de adsorción de ocho muestras de celulosa no modificadas aisladas de la biodiversidad del Ecuador, como un potencial adsorbente de iones metálicos presentes en el agua. Las muestras aisladas se caracterizaron utilizando las técnicas de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis termogravimétrico (TGA) y Brunauer-Emmett-Teller (BET) para comprender las propiedades fisicoquímicas. La prueba de adsorción de metales pesados utilizando 2 mM y 10 mM de solución de cobre demuestra que la celulosa no modificada puede adsorber iones de Cu2+ de manera efectiva, logrando una capacidad de reducción de 88,75±2,49% y 54,96±2,5, respectivamente. Además, los estudios de isotermas de adsorción revelan que F25 se ajusta mejor al modelo de Langmuir y OP al modelo de Freundlich. La máxima capacidad de adsorción fue 40 mg/g utilizando F25 y 60 mg/g usando OP. Estos resultados indican que el adsorbente a base de celulosa de una fuente natural puede ser una posible solución ecológica para el tratamiento del agua por contaminación de iones metálicos.