ZEOLITA MODIFICADA CON HEXADECILTRIMETIL AMONIO PARA LA REMOCIÓN DEL COLORANTE AMARILLO ALIZARIN

ZEOLITA MODIFICADA CON HEXADECILTRIMETIL AMONIO PARA LA REMOCIÓN DEL COLORANTE AMARILLO ALIZARIN,

1.- FUNDAMENTOS

1.1 QUE ES LA ZEOLITA

Las zeolitas son aluminosilicatos pertenecientes a la familia de los tectosilicatos, caracterizados por ser microporosos, hidratados y altamente cristalinos cuya estructura forma cavidades ocupadas por cationes grandes y moléculas de agua con gran libertad de movimiento que permiten el intercambio iónico y la deshidratación reversible en el cristal, reportado por Breck (1974); Walcarius et al. (1997); Tomlinson (1998); y más recientemente, Granada et al. (2006).

1.1.1 Estructura de la zeolita

La estructura de las zeolitas consiste en un esqueleto o armazón basado en una extensa red tridimensional de tetraedros TO4, siendo T iones de Si o Al principalmente. La variada disposición o configuración espacial de los tetraedros origina un patrón continuo conformado por espacios vacíos y canales de tamaño discreto, lo cual le confiere una elevada área superficial y capacidad para la discriminación molecular, tanto de tamaño y forma, razón por la cual se les conoce como tamices moleculares (Granada et al. 2006)

Como consecuencia de la sustitución de Al por Si la estructura se carga negativamente por la diferencia entre los tetraedros [(AlO4)5- o (AlO2)-] y [(SiO4)4- o (SiO2)], descritos en los trabajos de Granada et al. (2006). Estos sitios negativos son equilibrados por contraiones, generalmente cationes alcalinos y alcalinotérreos, que pueden ser sustituidos por otros cationes, así, proporcionando zeolitas con la propiedad de intercambio iónico.

1.2 CARACTERISTICAS DE LA ZEOLITA

La estructura particular que tienen las zeolitas las dotan de extraordinarias propiedades que le permiten actuar como catalizadores, intercambiadores iónicos y adsorbentes. Debido a ello, éstas han sido utilizadas en una amplia gama de aplicaciones que incluyen el control de la contaminación de agua y aire, fabricación de detergentes, tratamiento y manejo de desechos radioactivos, purificación por deshidratación o/y separación de gases, control de minerales en agricultura, refinación de petróleo, etc., reportados por Breck (1974) y Virta (1990). De hecho, en los últimos 50 años, estos materiales han constituido los catalizadores más importantes en la industria petroquímica. Más recientemente, las aplicaciones de las zeolitas como tamices moleculares han tenido un creciente interés para el reconocimiento, discriminación y organización de átomos, moléculas e iones, especialmente en dispositivos fotoquímicos y fotoelectroquímicos reportados a partir de Walcarius et al. (1997). El surgimiento de los electrodos modificados con zeolita está incluido en este campo.

Las zeolitas poseen características que las hacen funcionales y económicas, tales como alto grado de hidratación, baja densidad, gran volumen cuando se deshidratan, estabilidad, un área adecuada de contacto, gran capacidad de intercambio iónico, efecto de tamizado molecular y naturaleza hidrófila que favorece su uso como adsorbentes.

Las propiedades más importantes de las zeolitas son: a) Intercambio iónico, b) Adsorción y c) Tamizado molecular (Mumpton, F.A. 1999).

1.3 APLICACIONES DE LA ZEOLITA

1.3.1Tratamiento de aguas residuales y de efluentes

La zeolita natural es el mejor sistema de filtración natural que existe para tratamiento de agua. Ofrece un efecto superior al de la arena o al de los filtros de carbón, resultando en agua más pura con mejor productividad y requiriendo menos mantenimiento. La estructura altamente porosa de las zeolitas puede capturar partículas contaminantes de hasta 4 micras. Las zeolitas están cargadas negativamente de forma natural, por lo que pueden adsorber cationes, como metales pesados y amoníaco. También pueden absorber algunos contaminantes orgánicos y olores no deseados.

Potabilización de agua:

Las zeolitas naturales tienen una excelente capacidad de intercambio iónico y de recuperación de cationes de metales pesados (Pb, Cu, Cd, Zn, Co, Cr, Mn y Fe; Pb, Cu tan alta como 97%) del agua potable y agua residual.

Filtros para Piscinas:

La zeolita natural se considera un medio ideal de filtración de piscinas, y está empezando a sustituir la arena como mejor alternativa para esta aplicación. Debido a su estructura extremadamente porosa, la zeolita natural es mucho más densa que la arena y por lo tanto necesita menos cantidad de zeolita para obtener el mismo efecto. Dada la capacidad de intercambio iónico, la zeolita tiene una ventaja añadida que es la eliminación de contaminantes que los filtros de tierras de diatomeas no pueden eliminar, como el amoníaco en disolución.

1.3.2 Aplicaciones industriales

Purificacion y separacion de gases:

Las zeolitas sintéticas se han utilizado desde hace mucho tiempo en la industria del petróleo, pero las zeolitas naturales se están utilizando cada vez más en ciertas aplicaciones como alternativa más económica siempre y cuando no haya una desventaja técnica. Las zeolitas naturales son particularmente efectivas en las siguientes aplicaciones; eliminación de agua y dióxido de carbono de hidrocarburos gaseosos, eliminación de ácido hidroclórico de un flujo gaseoso, eliminación de sulfito de hidrógeno de un flujo gaseoso, catálisis y separación de gas natural.

Manipulación y destrucción de residuos nucleares:

La zeolita natural tiene una gran capacidad de intercambio iónico y una particular afinidad para los cationes de metales pesados. Puede absorber elementos como el Estroncio 90, Cesio 137 y otros isótopo radioactivos de una solución y mantenerlos atrapados en la estructura cristalina. Las zeolitas reaccionan fácilmente con sistemas de vidrio y cemento por lo que facilita que los residuos radioactivos queden atrapados de forma segura e inocua. Las zeolitas son físicamente muy robustas y son resistentes a la degradación nuclear y además son más baratas que las resinas de intercambio iónico.

Materiales ligeros de construcción:

Las zeolitas naturales pueden utilizarse en la preparación de hormigón ligero para la construcción. Su estructura de silicato poroso hace que sean mucho más ligeros que la arena y dan más volumen por tonelada de producto con una dureza y resistencia similares. La zeolita no contiene barro que disminuye la resistencia de la mezcla y su estructura porosa retiene la humedad lo que facilita que la mezcla cure más rápidamente.

Control de la contaminación ambiental:

Las propiedades únicas de las zeolitas permiten que puedan utilizarse potencialmente para prevenir o eliminar contaminación

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