Estudio de la variabilidad del uso del bis[2-(1h-benzimidazol-2-il)fenil]disulfuro para la eliminación de plomo, zinc y cadmio de soluciones acuosas

Abstract

La contaminación del agua es un problema muy atendido por el agotamiento del agua que cumple con los parámetros de calidad para su consumo, debido por los contaminantes que pueda tener, entre ellos los metales pesados, los cuales son una riesgo para los seres vivos y el medio ambiente, por su toxicidad. Por lo cual se han desarrollado diferentes métodos para removerlos de los medios hídricos, como la adsorción. En este trabajo se evaluó al bis[2-(1H-benzimidazol-2-il)fenil]disulfuro (bis(2phSbz) como material adsorbente para remover plomo(II) cadmio(II) y zinc(II) de soluciones acuosas. Para lo cual primero se realizó su caracterización en el estado sólido haciendo uso de las técnicas de microscopia electrónica de barrido (SEM), adsorción y desorción de nitrógeno, difracción de rayos X de polvos (XRD) y análisis termogravimétrico (TGA). Posteriormente, se evaluó el bis(2phSbz) como material adsorbente a través de tres experimentos: 1) el efecto del pH en la adsorción, 2) las cinéticas de adsorción, utilizando los modelos cinéticos de pseudo primer y segundo orden y 3) el estudio de la adsorción en función de la concentración inicial de los iones metálicos para obtener los isotermas de adsorción, empleando los modelos de equilibrio de Langmuir y Freundlich. Por los resultados obtenidos, se describió al (bis(2phSbz) como un sólido cristalino que consiste de partículas rectangulares lisas de tamaño no uniforme aglomeradas con un tamaño de partícula de 9.9107 nm; la capacidad de adsorción del material estudiando con los iones metálicos seleccionados se lleva a cabo a un pH = 5. El bis(2phSbz) es capaz de adsorber iones metálicos a partir de soluciones acuosas y que entre los iones estudiados se presenta mayor afinidad y capacidad de adsorción en el orden Pb2+ > Cd2+ > Zn2+. Los datos cinéticos se ajustaron mejor al modelo de pseudo segundo orden, sugiriendo que la adsorción ocurre a través de un proceso de quimisorción, mientras que los datos de equilibrio se ajustaron mejor al modelo de Langmuir indicando que los sitios activos de adsorción son energéticamente iguales. Por lo anterior, se concluyó que, por su estructura química, el bis(2phSbz) puede ser un buen material adsorbente, siendo más importante la afinidad química del adsorbente por los iones metálicos que las propiedades superficiales o morfológicas