Resumen:
Se obtuvo carbón activado a partir de tereftalato de polietileno (PET). Se evaluaron tres agentes activantes (KOH, ZnCl₂ y H₃PO₄) para el tratamiento de efluentes que contenían diclofenaco sódico, y se realizó un estudio para determinar las condiciones óptimas del proceso de tratamiento. El H₃PO₄ mostró la mayor capacidad de adsorción (34,06 mg·g⁻¹) de diclofenaco sódico cuando se utilizó en una proporción 2:1 (masa de H₃PO₄ : masa de carbono).
Los análisis mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) evidenciaron que los materiales presentan mesoporos y macroporos en la superficie del carbón activado obtenido (15,3–120 nm). Los análisis BET revelaron que la activación con H₃PO₄ produjo el mayor área superficial (542,97 m²·g⁻¹), lo cual concuerda con las observaciones morfológicas y explica el mejor desempeño en la adsorción de diclofenaco sódico.
Asimismo, se evaluaron cuatro modelos cinéticos y dos modelos de isotermas de adsorción para ajustar los datos experimentales. Los ensayos cinéticos e isotérmicos indicaron que la capacidad de adsorción puede maximizarse cuando el proceso se lleva a cabo a 25 °C durante 25 minutos, alcanzando una capacidad de adsorción estimada de 200 mg·g⁻¹. Los modelos cinéticos e isotérmicos permitieron realizar simulaciones para reproducir el proceso por lotes y proyectar su aplicación industrial mediante una columna de adsorción.
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Conclusiones:
A través de este estudio fue posible verificar la eficiencia en la obtención de carbón activado a partir de envases de PET y su uso como adsorbente para el tratamiento de efluentes que contienen diclofenaco sódico. Los resultados mostraron que el proceso de adsorción ocurre en monocapas y corresponde a un proceso de quimisorción, lo que lo hace irreversible. También se observó que el proceso es exotérmico, y que su eficiencia disminuye con el aumento de la temperatura.
Los hallazgos demuestran que el carbón activado derivado de residuos de PET es un adsorbente eficiente y sostenible para la eliminación de diclofenaco, con una capacidad máxima de adsorción estimada de 200 mg·g⁻¹. El proceso de adsorción se describió como exotérmico y espontáneo, ajustándose mejor al modelo de isoterma de Langmuir y a una cinética de pseudo-segundo orden. La integración de datos experimentales con simulaciones en Aspen Plus permitió proyectar procesos de adsorción tanto por lotes como continuos, proporcionando un marco de relevancia industrial poco explorado en la literatura. Este trabajo contribuye al estado del arte al integrar conceptos de economía circular, adsorción de alto desempeño y modelado de procesos.
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Información tomada y traducida del artículo científico publicado en ACS Omega.
Imagen tomada del artículo.
