Eliminación del colorante negro reactivo 5 en soluciones acuosas mediante maateriales sintéticos a base de celulosa, magnetita y polipirrol

Abstract

En este trabajo se obtuvo un composito a partir de α-celulosa, la cual fue recubierta con nanopartículas de magnetita previamente sintetizadas y con polipirrol (PPy) semiconductor. Las nanopartículas de magnetita fueron sintetizadas por el método de coprecipitación a partir de las sales de FeCl2 y FeCl3 como precursores. El composito se obtuvo mediante la polimerización del pirrol en presencia de la mezcla de las nanopartículas de magnetita de -celulosa. Las nanopartículas de magnetita y el composito, fueron caracterizados mediante espectroscopias de UV/Vis y FTIR, microscopia electrónica de barrido (SEM), espectrometría de dispersión de rayos X (EDS), difracción de rayos X (XRD), y análisis termogravimétrico (TGA). El análisis XRD mostró que las nanopartículas de magnetita presentan una estructura cúbica típica del Fe4O3. El análisis de SEM arrojó un tamaño promedio de partícula para la magnetita de 13 nm con morfología regular. Por otro lado, el composito se conforma de partículas esféricas de PPy recubriendo a la -celulosa y a las nanopartículas de magnetita. El material sintetizado fue empleado en la remoción del colorante negro reactivo 5 (NR5) en soluciones acuosas a diferentes valores de cinética. La máxima capacidad de adsorción se observó a un pH de 3.0, con una capacidad de adsorción máxima de 62.31 mg de colorante/g de adsorbente, mientras que a pH de 7.0 fue de 21.67 mg/g. Los datos experimentales de las isotermas de adsorción para el colorante Negro Reactivo 5 fueron bien descritas mediante el modelo de Langmuir. El proceso de la cinética de adsorción del colorante NR5 en el composito fue descrito mediante un modelo de tres resistencias, permitiendo la estimación de la difusión, D0, y del coeficiente de transferencia externa, k1. Para los experimentos de adsorción a pH 3.0, la D0 fue de 4.37×10-11 m2/s mientras que k1 fue de 7.30×10-7 L/mg·s.