Single adsorption of diclofenac and ronidazole from aqueous solution on commercial activated carbons: effect of chemical and textural properties

Abstract

En este trabajo se investigó a fondo la importancia de las características texturales y fisicoquímicas en la capacidad de adsorción de los carbones activados comerciales (CA) Coco, Madera, Merck, Darco y Norit hacia el ronidazol (RNZ) y el diclofenaco (DCF) a partir de una solución acuosa. A pH = 7, el AC de coco y el AC de madera presentaron la mayor capacidad de adsorción hacia el RNZ (444 mg/g) y el DCF (405 mg/g). La masa máxima de RNZ adsorbida sobre AC de coco fue superior en este estudio a las señaladas anteriormente en otros trabajos. Por otra parte, la capacidad máxima de adsorción de DCF por el CA de madera fue comparable a la de otros CA. La capacidad de adsorción de todos los C.A. aumentó con el área superficial y se vio favorecida por el aumento de la concentración del sitio ácido. Las interacciones de apilamiento π-π fueron el mecanismo de adsorción predominante para la adsorción de RNZ y DCF en ACs, y los sitios ácidos favorecieron la capacidad de adsorción activando el apilamiento π-π. Las interacciones electrostáticas no influyeron en la adsorción de RNZ en AC de coco, pero la repulsión electrostática disminuyó la de DCF en AC de madera. La adsorción de DCF en AC de madera fue reversible, pero no la de RNZ en AC de coco. Además, la adsorción de RNZ y DCF en los AC de coco y madera fue endotérmica en el intervalo de 15-25 °C.

The importance of the textural and physicochemical characteristics upon the adsorption capacity of the commercial activated carbons (ACs) Coconut, Wood, Merck, Darco, and Norit towards ronidazole (RNZ) and diclofenac (DCF) from water solution was investigated thoroughly in this work. At pH = 7, Coconut AC and Wood AC presented the highest adsorption capacity towards RNZ (444 mg/g) and DCF (405 mg/g). The maximum mass of RNZ adsorbed onto Coconut AC was higher in this study than those outlined previously in other works. Besides, the maximum capacity of Wood AC for adsorbing DCF was comparable to those found for other ACs. The adsorption capacity of all the ACs was increased by surface area and was favored by incrementing the acidic site concentration. The π-π stacking interactions were the predominant adsorption mechanism for the RNZ and DCF adsorption on ACs, and the acidic sites favored the adsorption capacity by activating the π-π stacking. Electrostatic interactions did not influence the adsorption of RNZ on Coconut AC, but electrostatic repulsion decreased that of DCF on Wood AC. The adsorption of DCF on Wood AC was reversible but not that of RNZ on Coconut AC. Besides, the adsorption of RNZ and DCF on the Coconut and Wood ACs was endothermic in the range of 15–25 °C.