Remoción por adsorción de trazas de cromo (VI) del agua, empleando hidróxidos dobles laminares

Abstract

Chromium (Cr), is widely used in various industries, such as electroplating, dyeing, leather manufacturing, etc.; and it mainly exists in two valence states in wastewater, among which Cr(III) is an essential microelement for living beings, while Cr(VI) exhibits high toxicity, carcinogenicity, and mutagenicity. Chronic exposure to Cr(VI) can cause serious health problems. It has been shown that heavy metals can be removed from polluted effluents by means of adsorption methods, these being mostly cheap and easy to apply, also becoming processes of up to a single stage that guarantees results capable of avoiding the formation of secondary contaminants. To achieve greater adsorption, the surface of the adsorbent must be porous solids with a small diameter, this generates a greater surface area. Figure 2.8 illustrates a schematic representation of the means of capture and storage of the adsorbent, which can be carried in its pores or on their surface. The adsorbents commonly used at an industrial level, given their properties, are activated carbon, aluminum oxide, silica gel and sodium or calcium gel, synthetic zeolites (molecular sieves), etc. HDLs are a class of two-dimensional nanostructured anionic clay, their structure contains a positive charge such as brucite (magnesium hydroxide), where a fraction of the divalent cations coordinated octahedrally by isomorphic hydroxyl have been replaced by trivalent cations. The interlayer binding of HDL allows inorganic anions and water molecules in the intermediate layer to exchange aqueous anions, resulting in an excellent ability to capture organic and inorganic anions.

El cromo (Cr), es ampliamente utilizado en diversas industrias, como la galvanoplastia, el teñido, la fabricación de cuero, etc.; y existe principalmente en dos estados de valencia en las aguas residuales, entre los cuales el Cr (III) es un microelemento esencial para los seres vivos, mientras que el Cr (VI) presenta alta toxicidad, carcinogenicidad y mutagenicidad. La exposición crónica al Cr (VI) puede producir graves problemas de salud. Se ha demostrado que los metales pesados pueden removerse de efluentes contaminados por medio de métodos de adsorción, siendo estos mayormente baratos y de fácil aplicación, llegando a ser también procesos de hasta una sola etapa que garantiza resultados capaces de evitar la formación de contaminantes secundarios. Para lograr una mayor adsorción, la superficie del adsorbente debe de ser sólidos porosos con pequeño diámetro, esto genera una mayor área superficial. La Figura 2.8 ilustra una representación esquemática de los medios de captación y almacenamiento del adsorbente, la cual se puede llevar en sus poros o en la superficie de éstos. Los adsorbentes comúnmente utilizados a nivel industrial, dadas sus propiedades, son el carbón activado, óxido de aluminio, gel de sílice y de sodio o calcio, zeolitas sintéticas (tamices moleculares), etc. Los HDL son una clase de arcilla aniónica nanoestructura de dos dimensiones, su estructura contiene carga positiva tipo brucita (hidróxido de magnesio), donde una fracción de los cationes divalentes coordinados octaédricamente por hidroxilo isomorfos han sido reemplazados por cationes trivalentes. La unión entre capas de los HDL permite que los aniones inorgánicos y las moléculas de agua de la capa intermedia, intercambien aniones acuosos lo que tiene como consecuencia, una excelente capacidad para la captura de aniones orgánicos e inorgánicos.