Bio-adsorbente natural a partir de piel de aguacate para la remoción de un colorante catiónico modelo, azul de metileno

Resumen

La industrialización del aguacate (Persea americana) ha traído grandes retos. Uno de ellos es el manejo integral de residuos de piel y semilla que, por la cantidad generada y su manejo inadecuado, representan un riesgo para la salud humana y los ecosistemas. En esta investigación se presenta el desarrollo de un bio-adsorbente a partir de residuos de piel de aguacate y su aplicación en la remoción de un colorante catiónico modelo, azul de metileno, AM. El bio-adsorbente fue desarrollado por un método hidrotérmico a 70°C en condiciones ácidas suaves. Fue caracterizado por difracción de rayos X, espectroscopía IR, análisis termogravimétrico y microscopía de barrido electrónico. El diseño experimental evaluó el efecto de la concentración de disoluciones acuosas del material a adsorber AM (2.5, 5, 10, 20 y 40 mg L^-1), la temperatura (293, 308 y 323 K) y el valor de pH (2, 4, 6, 8 y 10) en la capacidad adsorbente usando como control carbón activado comercial (CAC). El material bio-adsorbente obtenido de la piel de aguacate tiene una estructura característica de celulosa y la espectroscopía IR confirma la presencia de grupos funcionales asociados con este material. Fue eficaz en la remoción del colorante, alcanzando de 99 a 76% de remoción con 5 y 40 mg L^-1 de colorante, respectivamente, a un valor de pH 7 y una temperatura de 293 K. Los resultados experimentales se ajustaron a dos modelos cinéticos de difusión y a un modelo de difusión intra-partícula. También demostraron que la constante de velocidad decreció con la concentración de colorante. Se evaluaron los parámetros termodinámicos del proceso, determinando con ellos que el mecanismo de adsorción es por quimisorción y que es exotérmico y espontáneo. El estudio de reutilización del material bio-adsorbente muestra que, después de 8 ciclos continuos, al incrementar la concentración del colorante, el bio-adsorbente se satura rápidamente, removiendo solamente un 20% de colorante en los últimos 4 ciclos.