Resumen
La contaminación del agua es uno de los principales problemas ambientales, actualmente se continúa investigando sobre procesos para su descontaminación entre estos el método de adsorción presenta ventajas técnicas y económicas que lo hacen atractivo para su aplicación industrial. Con base en lo anterior, para este trabajo se ha investigado la síntesis de materiales basados en hidroxiapatita a partir de residuos de la industria alimentaria y su aplicación como adsorbentes de metales tóxicos disueltos en agua. Diferentes técnicas de caracterización fueron utilizadas para analizar propiedades físicas y químicas de los materiales. Se comprobó que la relación entre cantidad de agente generador de porosidad y cantidad de sol (Sol. C) influye sobre las propiedades de los materiales sintetizados (i.e. área superficial, volumen de poro, composición química). Los materiales sintetizados a partir de concha de molusco mostraron buena capacidad de adsorción, pero los materiales sintetizados a partir de cascarón de huevo destacaron con elevados porcentajes de adsorción después de cortos tiempos de residencia. Valores de relación cantidad de agente generador de porosidad y cantidad de sol entre 0.25-0.50 generaron materiales sólidos con propiedades óptimas. Se concluye que la sinergia entre propiedades físicas y químicas es la clave para la eficacia del proceso de adsorción.
Citas
Anastopoulos, I., Pashalidis, I., Hosseini-Bandegharaei, A., Giannakoudakis, D. A., Robalds, A., Usman, M., Escudero, L. B., Zhou, Y., Colmenares, J. C., Núñez-Delgado, A., & Lima, É. C. (2019). Agricultural biomass/waste as adsorbents for toxic metal decontamination of aqueous solutions. Journal of Molecular Liquids, 295. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111684
Chen, S. B., Ma, Y. B., Chen, L., & Xian, K. (2010). Adsorption of aqueous Cd2+, Pb2+, Cu2+ ions by nano-hydroxyapatite: Single and multi-metal competitive adsorption study. Geochemical Journal, 44(3), 233–239. https://doi.org/10.2343/geochemj.1.0065
da Rocha, M. P., Dourado, P. L. R., Cardoso, C. A. L., Cândido, L. S., Pereira, J. G., de Oliveira, K. M. P., & Grisolia, A. B. (2018). Tools for monitoring aquatic environments to identify anthropic effects. Environmental Monitoring and Assessment, 190(2). https://doi.org/10.1007/s10661-017-6440-2
Demirbas, A. (2008). Heavy metal adsorption onto agro-based waste materials: A review. Journal of Hazardous Materials, 157(2–3), 220–229. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.01.024
Fihri, A., Len, C., Varma, R. S., & Solhy, A. (2017). Hydroxyapatite: A review of syntheses, structure and applications in heterogeneous catalysis. Coordination Chemistry Reviews, 347, 48–76. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.06.009
Galicia Ayala, J., Díaz, J. A., & Chávez-Sifontes, M. (2022). Propiedades físicas y químicas de materiales tipo hidroxiapatita sintetizados a partir de residuos de la industria alimentaria mediante el empleo de un método sol-gel modificado. Revista Minerva UES, 5(2), 1–18.
Guo, X., Yan, H., Zhao, S., Li, Z., Li, Y., & Liang, X. (2013). Effect of calcining temperature on particle size of hydroxyapatite synthesized by solid-state reaction at room temperature. Advanced Powder Technology, 24(6), 1034–1038. https://doi.org/10.1016/j.apt.2013.03.002
Ivanets, A. I., Kitikova, N. V., Shashkova, I. L., Roshchina, M. Y., Srivastava, V., & Sillanpää, M. (2019). Adsorption performance of hydroxyapatite with different crystalline and porous structure towards metal ions in multicomponent solution. Journal of Water Process Engineering, 32(September), 100963. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.100963
Kubier, A., Wilkin, R. T., & Pichler, T. (2019). Cadmium in soils and groundwater: A review. Applied Geochemistry, 108(February). https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2019.104388
Kumar Nayak, A. (2010). Hydroxyapatite Synthesis Methodologies: An Overview. Proceedings - Design Automation Conference, 2, 903–907.
Nayak, A., & Bhushan, B. (2021). Hydroxyapatite as an advanced adsorbent for removal of heavy metal ions from water: Focus on its applications and limitations. Materials Today: Proceedings, 46(20), 11029–11034. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.149
Scalera, F., Gervaso, F., Sanosh, K. P., Sannino, A., & Licciulli, A. (2013). Influence of the calcination temperature on morphological and mechanical properties of highly porous hydroxyapatite scaffolds. Ceramics International, 39(5), 4839–4846. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.11.076
Sharma, H., Rawal, N., & Mathew, B. B. (2015). The Characteristics, Toxicity and Effects of Cadmium. International Journal of Nanotechnology and Nanoscience, 3, 1–9.
Sparks, D. L. (2005). Toxic metals in the Environment: The Role of Surfaces. Elements, 1, 193–198.
Szcześ, A., Hołysz, L., & Chibowski, E. (2017). Synthesis of hydroxyapatite for biomedical applications. Advances in Colloid and Interface Science, 249(April), 321–330. https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.04.007
Thi Thom, N., Thi Mai Thanh, D., Thi Nam, P., Thu Phuong, N., & Buess-Herman, C. (2018). Adsorption behavior of Cd2+ ions using hydroxyapatite (HAp) powder. Green Processing and Synthesis, 7(5), 409–416. https://doi.org/10.1515/gps-2018-0031
Toibah, A. R., Misran, F., Shaaban, A., & Mustafa, Z. (2019). Effect of pH condition during hydrothermal synthesis on the properties of hydroxyapatite from eggshell waste. Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 13(2), 4958–4969. https://doi.org/10.15282/jmes.13.2.2019.14.0411
Wang, Z., & Hellweg, S. (2021). First Steps Toward Sustainable Circular Uses of Chemicals: Advancing the Assessment and Management Paradigm. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 9(20), 6939–6951. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c00243
Yuan, Z., Luo, T., Liu, X., Hua, H., Zhuang, Y., Zhang, X., Zhang, L., Zhang, Y., Xu, W., & Ren, J. (2019). Tracing anthropogenic cadmium emissions: From sources to pollution. Science of the Total Environment, 676, 87–96. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.250
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