Meso- y macroporosidad en materiales carbonosos preparados por tratamiento térmico y químico de materiales lignoclulósicos.: adsorción deCu(II) y Zn(II)

• Autores: J.A. Sandía Manchado, M. Alexandre Franco, Carmen Fernández González, Vicente Gómez Serrano
• Localización: Boletín del Grupo Español del Carbón, ISSN-e 2172-6094, Nº. 45, 2017, págs. 8-15
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Meso- and macroporosity in carbonaceous materials prepared by thermal and chemical treatment of lignocellulosic materials: adsorption of Cu(II) and Zn(II)
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• Resumen
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    Se investiga la preparación de materiales carbonosos meso-y/o macroporosos a partir de cáscara de almendra (CA), hueso de cereza (HC), troncos de jara (TJ) y madera de olivo (MO) mediante tratamiento térmico entre 200 y 900 ºCy por posterior tratamiento químico con HNO3 o NaOH en disolución acuosa.

    Algunas muestras seleccionadas han sido ensayadas como adsorbentes de los iones Cu(II) y Zn(II) en disolución acuosa. Los adsorbentes carbonosos han sido caracterizados mediante análisis elemental, porosimetría de mercurio, espectroscopia FT-IRy medida del pH del punto de carga cero (pHpcc). El rendimiento del proceso de carbonización varía entre el 93.8% y el 19.3%. En el caso de las muestras tratadas con HNO3, el rendimiento suele ser más elevado con el carbonizado a 400 ºC. Las muestras presentan un amplio espectro de tamaños y volúmenes de poros en las zonas de meso- y macroporos. La mesoporosidad es más heterogénea según: CA > MO> TJ> HC. La macroporosidad es más heterogénea en productos tratados con HNO3, debido al ensanchamiento de porosidad. Las muestras preparadas partir de MO son las que presentan el mayor desarrollo de la porosidad, estimada como VT = Vme-p + Vma-p. VT es igual a 1.39 cm3g-1 para MO9 y a 1.12 cm3g-1 para MO9N. Por el contrario, VT es igual a 0.37 cm3g-1 para CA9 y a 0.40 cm3g-1 para HC6N.

    Para MO9, Vma-p= 0.96 cm3g-1 y Vme-p= 0.43 cm3g-1. La cinética del proceso de adsorción es más rápida en particular para el sistema formado por TJ4N y Zn(II).

  • English

    Here, the preparation of meso- and macroporous carbonaceous materials from almond shells (CA), cherry stones (CS), rockrose trunks (TJ) and olive wood (MO) by heat treatment between 200 and 900 ºC and by subsequent chemical treatment with HNO3 or NaOH in aqueous solution is investigated. Some selected samples have been tested as adsorbents of Cu(II) and Zn(II) in aqueous solution. The carbonaceous adsorbents have been characterized in terms of elemental analysis and by mercury porosimetry, FT-IR spectroscopy and measurement of pH of the point of zero charge (pHpcc). The yield of the carbonization process ranges between 93.6% and 19.3%. For the HNO3-treated samples, yield as a rule is higher with the product carbonized at 400 ºC. Samples present a wide spectrum of pore sizes and volumes. Mesoporosity is more heterogeneous by CA>MO>TJ> HC. Macroporosity is more heterogeneous in HNO3-treated products because of pore widening. Larger degrees of development of porosity, as estimated by VT = Vme-p + Vma-p, are attained for samples prepared from MO. VT is equal to 1.39 cm3g-1 for MO and to 1.12 cm3g-1 for MO9N.

    Conversely, VT is equal to 0.37 cm3g-1 for CA9 and to 0.40 cm3g-1 for HC6N. For MO9, Vma-p is equal to 0.96 cm3g-1 and Vme-p to 0.43 cm3g-1. The kinetic of the adsorption process is faster in particular for the sytem made up of TJ4N and Zn(II).