Adsorption of bisphenol A by activated carbon developed from PET waste by KOH activation

Abstract

Este estudio aborda la preparación de carbono activado (CA) a partir de residuos de poli(tereftalato de etileno) (PET), así como la caracterización fisicoquímica del CA y su uso como absorbente de bisfenol A (BPA) en solución acuosa. La activación con KOH se llevó a cabo impregnando primero el PET por vía húmeda y seca en las proporciones de peso de PET/KOH de 1:1, 1:3 y 1:5, y carbonizando los demás productos resultantes a 850°C durante 2 en atmósfera de N2. Los AC se caracterizaron por adsorción de N2 a 196°C, por porosidad de mercurio, mediciones de la densidad de mercurio, espectroscopia FT-IR y medición del pH en el punto de carga cero (pH pzc). El rendimiento de la activación es del 58,4-49,4% con KOH en solución acuosa, del 75,823,9% con KOH sólido y del 5,9% con vapor. Utilizando KOH sólido, se obtienen mayores desarrollos de porosidad más heterogénea con el aumento de la relación impregnación PET/KOH. Para SK1:5, SBET es de1990 m2g-1 y los volúmenes de poros son de 0,71cm 3g-1,microporos; 0,81cm 3g-1, mesoporos. Los datos de absorción de BPA se ajustan mejor al modelo cinético de segundo orden de Ho y McKay que al modelo cinético de primer orden de Lagergren y a la frecuencia de Langmu que a la ecuación de Freundlich.

This study deals with the preparation of activated carbon (AC) from poly(ethylene terephthalate) (PET) waste and the physicochemical characterisation of AC and its use as an adsorbent for bisphenol A (BPA) in aqueous solution. AC was prepared by chemical activation with KOH and by physical activation in steam. The activation with KOH was carried out by first impregnation of PET by wet and dry routes at the PET/KOH weight ratios of 1:1, 1:3 and 1:5 and by carbonisation of the resulting products at 850°C for 2 h in N2 atmosphere. Activation was performed by heating at 900°C for 1 h. The ACs were characterised by N2 adsorption at 196°C, mercury porosity, mercury density measurements, FT-IR spectroscopy and measurement of the pH of the zero charge point (pHpzc). The activation yield is 58.4-49.4% with KOH in aqueous solution, 75.823.9% with solid KOH and 5.9% with steam. Using solid KOH, greater developments of a more heterogeneous porosity were achieved with increasing impregnation PET/KOH ratio area. For SK1:5, SBETis1990m 2g-1 and the pore volumes are 0.71cm3g-1, micropores; 0.81cm 3g-1, mesopores; and 1.77 cm3g-1, macropores. The BPA adsorption data fit better to the Ho and Mckay second order kinetic model than to the Lagergren first order kinetic model and to the Langmuir equation than to the Freundlich equation.From the kinetic and thermodynamic points of view, the adsorption process of BPA is more favourable for SK1:5.