KINETIC MODELING OF LIQUID-PHASE ADSORPTION OFREACTIVE DYES AND METAL IONS ON CHITOSAN

Héctor Macías Ibáñez Operaciones unitarias II

04-Abril-2013

Modelación cinética de adsorción en fase líquida de iones metálicos y colorantes reactivos en

quitosano.

FENG-CHIN WU,

Department of Chemical Engineering, Lien-Ho Institute of Technology, Taiwan.

RU-LING TSENG,

Department of Safety, Health and Environmental Engineering, Lien-Ho Institute of Technology , Taiwan.

RUEY-SHIN JUANG, Department of Chemical Engineering, Yuan Ze University, Taiwan.

Vol. 35, No. 3, pp. 613-618, 2001

2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved

Printed in Great Britain

Índice

Resumen

Introducción

Materiales y métodos

Modelos cinéticos de adsorción

Resultados y discusión

Conclusiones

Resumen

Resumen

Investigar mecanismo de adsorción en quitosano: 3 colorantes reactivos y Cu (II) en agua. Agente complejante. T=30°c

Tres simplificaciones: 1.- Pseudo 1er. Orden 2.- Pseudo 2do. Orden 3.- Modelo difusión intraparticular

A+B=CV=KCaCb; Cb=cte K=kCb

V=KCa

Introducción

Introducción

Quitosano (biopolímero): Desacetelización de la quitina (hongos, exoesqueleto crustáceos)

Propiedades: hidrofobia, biodegradabilidad, adsorbente (amino –NH2 Hidróxido –OH), Interacciones electrostáticas.

Económicamente más atractivo que el C activado.

Introducción Uso industrial: Remover-adsorber- Colores- Materias orgánicas e inorgánicas- Metales (industrias electrónicas)

Objetivo: Estudiar Procesos adsorciónModelos no prácticos

Materiales y métodos

Materiales y métodos

Quitosano: partículas (0.335,0.505,0.715mm dp)

Colorantes reactivos: Japón- Sumifix super scarlet, Reactive Red 222 (RR222)- Sumifix Super Yellow 3RF( RY145)- Sumifix Super Navy Blue (RB222)

CuSO4, NaOH(aumentar sol. ag. Com. Agua), EDTA (acido etilendiaminotetraacético)

Agua desionizada

Materiales y métodos Procedimiento Experimental-Vaso precipitado (D=100mm, H=130mm)- Sln. acuosa= 0.6 dm3 (agitación 500rpm,

6palas)- Añadió quitosano, a intervalos de tiempo se

tomaron muestras de 5ml.

- C colores: Espectrofotómetro (Hitachi Mod U-2000)

- C Cu(II): Esp. Adsorción atómica(Shimadzu AA6)

- qt= (Co-Ct)/ms qt=soluto adsorbido(g/kg)- ms= área específica

(kg/m3)

Modelos cinéticos de adsorción

Modelos cinéticos de adsorción Pseudo Primer orden dqt/dt=k1(qe-qt)

Integración definida, aplicando condiciones iniciales:

qt=0 a t=0 y qt=qt a t=t

log(qe-qt)=log qe-(k1/2.303)t

Modelos cinéticos de adsorción

Pseudo segundo orden dq/dt=k2(qe-qt)”2

Integrando definidamente, mismas condiciones:

t/qt=(1/K2qe”2)+(1/qe)t

Modelos cinéticos de adsorción Modelo de difusión intraparticular

Enfoque fraccional a cambios de equilibrio

Adsorción ocurre en los siguientes pasos:• Adsorción en superficie de partícula• Difusión intraparticular• Equilibrio final

Resultados y discusión

Resultados y discusión

Resultados y discusión

Resultados y discusión

•Mecanismos de adsorción

Mecanismos de adsorción

Mecanismos de adsorción

Mecanismos de adsorción

Conclusiones Experimentos realizados a T=30°C1.- Concentración Colorantes: 200g/m3 Cu (II): 5.05 mol/m3 -Adsorción de colorantes y Cu(II) libre: Modelo Difusión Intraparticular

2.- -Kp2, adsorción RR222 decrece con el aumento de tamaño de partícula de quitosano.

- Cu(II) libre, adsorción aumenta con el incremento inicial de soluto.

Gracias por su atención