Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería (Aug 2011)
Impacto del tratamiento con ozono sobre las propiedades superficiales del carbón activado Impact of ozone treatment on activated carbon surface properties
Abstract
El uso conjunto de ozono y carbón activado para tratar efluentes tóxicos ha sido demostrado recientemente. Sin embargo, existen dudas acerca del efecto del ozono sobre las propiedades del carbón activado. En este artículo se presentan resultados sobre la modificación de las propiedades superficiales de un carbón activado comercial por la acción del ozono durante diferentes tiempos de exposición. Las propiedades químicas superficiales del carbón activado fueron evaluadas utilizando las técnicas de neutralización selectiva, desorción térmica programada (DTP) y el pH del punto de carga cero. Las características texturales fueron evaluadas mediante microscopía electrónica de barrido. El área superficial aparente, el volumen de microporos y mesoporos fueron obtenidos a partir de las isotermas de adsorción de nitrógeno a 77 K. Las propiedades adsortivas fueron caracterizadas por el índice de adsorción de azul de metileno. Los resultados demuestran que los grupos superficiales oxigenados presentes en el carbón activado se modifican producto del tratamiento con el ozono. A mayores dosis de ozono, el carbón sufre mayor oxidación y se incrementan los grupos ácidos en especial los grupos carboxílicos, mientras que el pH de punto de carga cero disminuye. El área BET, así como el volumen de microporos disminuyen al igual que el poder de adsorción de azul de metileno.The combined use of ozone and activated carbon has recently started to be developed for the treatment of toxic effluents. However, the effect of ozone on the properties of activated carbon is not fully elucidated. A study was undertaken of modifications of the surface properties of a commercial activated carbon produced by its ozonation during different time periods. Surface chemistry of the activated carbon samples was characterized by of selective neutralization, temperature-programmed desorption, and pH of the point of zero charge. Surface area and volume of micropores and mesopores were obtained from nitrogen adsorption isotherms at 77 K. Adsorption properties were determined by methylene blue adsorption index. Results show that the higher the ozone dose, the higher the oxidation of the carbon and the greater is the number of acid groups present on the carbon surface, especially carboxylic groups, whereas the pH of the point of zero charge decreases. The surface area, micropore volume, and methylene blue adsorption all reduce with higher doses. These results are explained by the ozone attack on the carbon and the fixation of oxygen groups on its surface.
