Adsorbentes carbonosos a partir de materiales de desecho de origen industrial: preparación, caracterización y aplicaciones

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se proponer métodos experimentales que permitan el reciclado de materiales de desecho poliméricos (NFU, goma; PET, plástico; CV, plástico/goma) mediante su utilización como materiales de partida en la preparación de materiales carbonosos (MCA) para su empleo en la adsorción de solutos de naturaleza inorgánica y orgánica en disolución acuosa. En el desarrollo del trabajo, la preparación de los MCA se ha llevado a cabo a partir de sistemas de un único componente y de dos o tres componentes por métodos químicos y por métodos físicos. En el primer caso se han utilizado los ácidos HCl y HNO3 y una base como NaOH y en el segundo caso los tratamientos térmicos se han efectuado en atmósfera inerte de N2 y en las atmósferas gasificantes de aire, dióxido de carbono y vapor de agua. Con fines comparativos, como adsorbentes también se han empleado productos comerciales como un negro de carbón, un carbón activado y una fibra de carbono. Los MCA, todos o tan solo algunas muestras seleccionadas, han sido caracterizados en términos de la composición química, textura porosa y química superficial. Como adsorbatos en disolución acuosa se han utilizado iones inorgánicos altamente tóxicos en sistemas de uno y tres componentes (Hg2+, Pb2+, Cr6+, Cd2+) y moléculas orgánicas de gran importancia medioambiental (fenol, p-aminofenol, p-nitrofenol, p-clorofenol y azul de metileno).

In this Doctoral Thesis we propose experimental methods that allow the recycling of polymeric waste materials (NFU, rubber, PET, plastic, CV, plastic / rubber) by using them as starting materials in the preparation of carbonaceous materials (MCA) for Its use in the adsorption of solutes of organic and inorganic nature in aqueous solution. In the development of the work, the preparation of MCAs has been carried out from single component and two or three component systems by chemical methods and by physical methods. In the first case the acids HCl and HNO3 and a base like NaOH have been used and in the second case the thermal treatments have been carried out in an inert atmosphere of N2 and in the gasifying atmospheres of air, carbon dioxide and water vapor. For comparative purposes, commercial products such as carbon black, activated carbon and carbon fiber have also been used as adsorbents. MCAs, all or just selected samples, have been characterized in terms of chemical composition, porous texture and surface chemistry. As adsorbates in aqueous solution, highly toxic inorganic ions have been used in one and three component systems (Hg2 +, Pb2 +, Cr6 +, Cd2+) and organic molecules of great environmental importance (phenol, p-aminophenol, p-nitrophenol, p-chlorophenol and Methylene blue).