Biosorción de iones metálicos cobre (II) y zinc (II) utilizando desechos de hojas de té verde y menta

Abstract

Se evaluó la utilización de los desechos sólidos provenientes de la elaboración de las infusiones de té verde (TV) y menta (MT), para la remoción de los iones metálicos Cu (11) y Zn (11) presentes en soluciones acuosas mediante estudios del equilibrio químico en experimentos de adsorción por lotes. A partir de estos experimentos se determinó la retención máxima de los iones metálicos, a través de la optimización de parámetros tales como el nivel de pH inicial, masa del biosorbente y concentración inicial del ion metálico. Asimismo, se evaluó el impacto de la presencia de sales ubicuas, NaCI, NaN03 y Ca(N03h, con la finalidad de recrear un escenario real de aplicación. Se utilizaron modelos de isotermas de adsorción de dos y tres parámetros para cuantificar y comparar la adsorción de ambos metales. El modelo de Langmuir es el que mejor explica la adsorción de zinc en ambos biosorbentes, con un qmax de 0,56 mmol/g y 0,23 mmol/g para MT y TV respectivamente. El modelo de Sips es el que mejor describe la remoción de cobre en ambos adsorbentes con un qmax de Sips de 0,59 mmol/g y 0,32 mmollg para MT y TV respectivamente. La presencia de sales disminuye la adsorción de los metales debido a la competencia por los sitios activos, siendo la sal de calcio la de mayor impacto. Los estudios cinéticos revelaron un rápido establecimiento del equilibrio en todos los casos (menor a 3 horas), descrito por un modelo de pseudo-segundo orden. La caracterización FTIR sugiere la presencia de grupos hidroxílos alcohólicos y fenólicos, grupos carboxílicos y carbonilos como las principales entidades químicas responsables del secuestramiento de los metales. La caracterización por microscopia electrónica de las superficies de MT y TV mostró la heterogeneidad de ambos biosorbentes, revelando superficies rugosas y porosidad. Se propone que el proceso de sorción de zinc ocurre por interacciones electrostáticas y en menor medida interacciones químicas. La remoción de cobre en ambos biosorbentes puede involucrar microprecipitación. Todos los resultados demostraron que los desechos de té verde y menta son candidatos potenciales para la remoción de metales tóxicos como el zinc y el cobre presentes en aguas contaminada.