Adsorción de Cr(VI) con organoarcillas: efecto de la luz

Abstract

El Cr(VI) presenta una elevada toxicidad aún a bajas concentraciones, por lo que es necesaria su remoción de efluentes acuosos que provienen de distintas industrias antes de disponerlos en el ambiente. La adsorción es uno de los métodos más utilizados, siendo las arcillas modificadas con surfactantes catiónicos las que presentan ventajas frente a otros adsorbentes, como el carbón activado, por su bajo costo y facilidad de operación1. Trabajos previos2 evidenciaron que la mayor capacidad de adsorción (Qe) de Cr(VI), en ausencia de luz, fue a pH 3 y 1 g/L en organoarcillas (OMt) (obtenidas por intercambio con Br- de octadeciltrimetilamonio (ODTMA) en montmorillonita (Mt), al 100% (OMt1) y 200% (OMt2) de la capacidad de intercambio catiónico de Mt), fue asignada al contenido de ODTMA intercambiado. En este trabajo se investigó el efecto de la luz en la adsorción de Cr(VI) en OMt1 y OMt2 en condiciones batch (pH 3, 1 g/L, con concentraciones iniciales (C0) de Cr(VI) entre 2-100 ppm), los productos de la adsorción fueron caracterizados por reflectancia difusa (RD), difracción de rayos X (DRX) y potencial zeta. La adsorción de Cr(VI) fue evaluada como C0-Cfinal. El Cr(VI) fue determinado por el método del difenilcarbazida por UV/Vis (λ = 540 nm), y el CrTotal por AA y el Cr(III) como CrTotal -Cr(VI). Ambos adsorbentes evidenciaron un aumento de Qe (de 10 mg/g a 53 mg/g y de 34 mg/g a 81 mg/g para OMt1 y OMt2, respectivamente) respecto a las adsorciones obtenidas en oscuridad. La adsorción en oscuridad no mostró reducción de Cr(VI), mientras que las adsorciones a la luz si evidenciaron reducción de Cr(VI) a Cr(III), detectado en solución solo a C0 bajas de Cr(VI). Esto podría deberse a la repulsión electroestática entre el Cr(III) y el ODTMA+, que impide la adsorción de Cr(III) en la superficie de Mt. A altas C0 de Cr(VI) la mayor adsorción de Cr(III) podría presentarse a una mayor oxidación del ODTMA. Los espectros de RD muestran un corrimiento de la banda de absorción de 350 a 376 nm, asociado a la estabilización por transferencia de carga del O-Cr(VI) y el grupo amonio del ODTMA. Además se evidenció una banda débil de absorción alrededor de 629 nm debido a la presencia de Cr(III). El reordenamientos del ODTMA en la intercapa por la presencia del Cr(VI) o Cr(III), generó una disminución del espaciado interlaminar de 0.08 nm para OMt1 y de 0.17 nm para OMt2, respecto de la OMt. Los menores valores de potencial zeta de los productos de las adsorciones en presencia de luz, respecto a los obtenidos en oscuridad, podrían asignarse a: oxidación del ODTMA en la superficie externa y/o mayor adsorción obtenida. Los resultados obtenidos validan el efecto relevante de la luz en el proceso de adsorción de Cr(VI) de soluciones acuosas a C0 altas a pH 3 y 1 g/L.