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Adsorción a Partir de Soluciones Electrolíticas. M. Dos Santos Afonso INQUIMAE-FCEN-UBA. SAASA – Febrero 2013. Aplicaciones de los procesos de adsorción. Aplicaciones de los procesos de adsorción Procesos de catálisis Otros procesos industriales Purificación (remoción de impurezas) - PowerPoint PPT Presentation
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Adsorción a Partir de Soluciones Electrolíticas
M. Dos Santos AfonsoINQUIMAE-FCEN-UBA
SAASA – Febrero 2013
Aplicaciones de los procesos de adsorción Procesos de catálisis
Otros procesos industriales Purificación (remoción de impurezas) Decontaminación, decoloración, desodorante Recuperación de solventes, enriquecimiento en compuestos traza etc…
Adsorbentes comunes: tamices moleculares, carbon activado, silica gel, alumina activada.
Otras aplicaciones
Estudios de sistemas ambientales heterogéneos: material particulado, sedimentos, suelos Sistemas de liberación controlada: dosificadores de plaguicidas, dosificadores de farmacos. etc
Aplicaciones de los procesos de adsorción
SOJA
1971-1975 1996-2000
http://www.laargentinaenmapas.com.ar/caste/soja/soja_pr.htm#
http://www.minagri.gob.ar/site/agricultura/cultivos_en_la_argentina/index.php
2000-2005 2010
Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009Kleffman and Partner SRL - CASAFE
Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009Kleffman and Partner SRL - CASAFE
PesticidesTipo Componente Activo
Concentra-ción
Cantidad(Tm)
1 Herbicidas GLIFOSATO 48% 64.693.996 2 Herbicidas GLIFOSATO 75% 18.346.9973 Herbicidas GLIFOSATO 62% 12.955.551 4 Herbicidas GLIFOSATO 66% 5.000.000 5 Herbicidas GLIFOSATO 40% 7.400.0006 Herbicidas GLIFOSATO 65% 4.703.286 7 Insecticida CLORPIRIFOS 48% 806.877
8 FungicidaPIRACLOSTROBIN +
EPOXICONAZOLE 13.3+5% 363.520 9 Herbicidas GLIFOSATO 43% 9.602.620
10 Herbicidas GLIFOSATO 41% 765.000
TOTAL 124.310.679
TOTAL DEL MERCADO 225.218.268 Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009
Kleffman and Partner SRL - CASAFE
isotermas de adsorción
Nombre ecuación Aplicación comentarios
Langmuir
Temkin =c1ln(c2P)
Freundlich
BET
TÖTH
Adsorción sobre superficies de sólidos
)(111 0
0
0 P/PcVc
cV)P/P(VP/P
mm
CC
B PB P
s 0
01
211
C/pc
Quimisorción y Fisisorción
Quimisorción
Quimisorción y Fisisorción Fisisorción en multicapas
Quimisorción y Fisisorción
Útil para el análisis de mecanismos de reacción
Quimisorción
Fácil de ajustar a los datos experimentales Útil en la determinación de áreas superficiales
Langmuir modificada con forma limite Henry a bajos recubrimientos[ ] nθ /1n
o
o
)(K(P/P+1)K(P/P
=
ΞMeOH2+ ΞMeOH + H+→
← ΞMeOH ΞMeO- + H+
→←
Sup
erfic
ie c
arga
da -
Sup
erfic
ie n
eutra
Sup
erfic
ie c
arga
da +
sKa1 sKa2
pzc = ½(psKa1 +psKa2)
ΞMeOH2+ ΞMeOH + H+→
← ΞMeOH ΞMeO- + H+
→←
Sup
erfic
ie n
eutra
sKa1 sKa2
Complejo de esfera externa
Complejo de esfera interna
Superficie
Capa de Stern
Capa difusa Seno de la solución
Sup
erfic
ie c
arga
da +
ó -
Complejo de esfera externa
Complejo de esfera interna
Adsorción no especifica
Unión química fuerte
ΞMeOH + H+ ΞMeOH2+
→←
ΞMeOH ΞMeO- + H+
→←
ΞMeOH + M+n ΞMeOM+n-1 + H+ →←2 ΞMeOH + M+n ( ΞMeO) 2M+n-2 + 2H+
ΞMeOH + M+n + H2O ΞMeOMOH+n-2
→←
→←
ΞMeOH + L- ΞMeL + OH- →←2 ΞMeOH + L- ( ΞMe) 2L + + 2OH-
→←
ΞMeOH + L- + M+n ΞMeLM+n + OH- →
← ΞMeOH + L- + M+n ΞMeOML+n-2 + H+
→←
Adsorción de Glifosato y AMPA sobre óxidos de hierro (III)
Isotermas de adsorción de PMG sobre goetitaA 3<pH < 9. Las líneas sólidas corresponden al modelo de Langmuir
B. C. Barja, M. dos Santos Afonso 2005. Environ. Sci. Technol. 39, 585-592
AMPA, mol/L
0 200 400 600 800
mol
AM
PA
ads
/m2 go
ethi
te
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Col 1 vs Col 2 Col 4 vs Col 5 Col 7 vs Col 8 Col 10 vs Col 11 x column vs y column x column 1 vs y column 1 x column 2 vs y column 2 x column 3 vs y column 3
Isotermas de adsorción de AMPA sobre goetita A pH 3, 5, 7, 9. Las líneas solidas corresponden al modelo de Langmuir
PMG, mol/L
0 200 400 600 800 1000
mol
PM
G a
ds/m
2 goe
thite
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Col 1 vs Col 2 Col 4 vs Col 5 Col 7 vs Col 8 Col 10 vs Col 11 Col 13 vs Col 14 Col 16 vs Col 17 Col 19 vs Col 20 x column vs y column x column 1 vs y column 1 x column 2 vs y column 2 x column 3 vs y column 3 x column 4 vs y column 4 x column 5 vs y column 5 x column 6 vs y column 6
Espectro ATR-FTIR de glifosato y AMPA adsorbido sobre la superficie de goetita. Las líneas punteadas corresponden a los espectros en solución acuosa al mismo valor de pH
B. C. Barja, M. dos Santos Afonso 2005. Environ. Sci. Technol. 39, 585-592
Curvas de movilidad electroforética a recubrimiento constante de □: 0; ■: 0.4; ●:0.8; ♦:1.3; ▲: 1.7 mol de PMG/m2
Adsorción de glifosato sobre montmorillonita
G. A. Khoury, T. C. Gehris, L. Tribe, R. M. Torres Sánchez, M dos Santos Afonso, 2010. Applied Clay Science 50, 167–175
Isotermas de adsorción de glifosato a pH=2; : pH=4; : pH=5; : pH=7: pH=9. A: Recubrimiento superficial expresado como μmol/g. B: Recubrimiento superficial calculado normalizando la curva por superficie externa o interna. Las líneas sólidas se calcularon utilizando el modelo de Langmuir de dos pasos
DRX de montmorillonita con diferentes contenidos iniciales de glifosato a A: pH 2 y B: pH=4.
G. A. Khoury, T. C. Gehris, L. Tribe, R. M. Torres Sánchez, M dos Santos Afonso, 2010. Applied Clay Science 50, 167–175
XPS de montmorillonita con glifosato a B: pH 2.3 y C: pH=5.6
Complejos Monodentados y Bidentados de PMG sobre Montmorillonita
George A. Khoury, Todd C. Gehris, Lorena Tribe, Rosa M. Torres Sánchez, Maria dos Santos Afonso, 2010 Applied Clay Sci, 50, 167-175,
Suelos
R.C. Pessagno, R. M. Torres Sanchez, M. dos Santos Afonso, 2008. Environ. Pollution 153, 53-59
Goetita: ■Suelo Cerro Azul Misiones: ♦Suelo Navaja Corrientes ▲Suelo Chalten Santa Cruz ■Caolinita ●Montmorillonita ●Illita ■
Las líneas sólidas fueron calculadas utilizando el modelo de Langmuir
Montmorillonita: ■Suelo Cerro Azul con glifosato ■Suelo Cerro Azul Misiones sin glifosato■
R.C. Pessagno, R. M. Torres Sanchez, M. dos Santos Afonso, 2008. Environ. Pollution 153, 53-59
J. L. Marco-Brown, C. Martín Barbosa-Lema, R. M. Torres Sánchez, R. C. Mercader, M. dos Santos Afonso, 2012. Appl.Clay Sci. 58, 25–33
Picloram forma complejos superficiales por coordinación de COO− y del nitrógeno piridinico con los centros de iron(III) A: Complejo Bidentado. B: Complejo puente
Adsorption of picloram herbicide on iron oxide pillared montmorillonite
Adsorción de picloram sobre montmorillonita
J. L. Marco-Brown, R. M. Torres Sánchez, M. dos Santos Afonso, enviado a publicar, 2013
DRX de montmorillonita a pH 3, 5 y 9 y con diferentes contenidos iniciales de Picloram (A) PCM-Mt with C0,PCM=1657 µM, (B) PCM-Mt, C0,PCM=725 µM, (C) Mt and (D) Mt dried overnight at 60°C.
green alga Ulva lactuca
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat, 213, 123-132
red alga Gimnogongrus torulosus
M. M. Areco y M. dos Santos Afonso, 2010.Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 81, 620-628,
Biosorción of Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Pb(II) por biomasa muerta
Zn(II)
Cu(II)
Pb(II)
Cd(II)
Cu(II)
Zn(II)
Cd(II)
Pb(II)
Biosorción of Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Pb(II) por biomasa muerta
Zn(II)
Cu(II)
Pb(II)
Cd(II)
green alga Ulva lactuca
Cu(II)
Zn(II)
Cd(II)
Pb(II)
red alga Gimnogongrus torulosus
M. M. Areco y M. dos Santos Afonso, 2010.Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 81, 620-628,
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat, 213, 123-132
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat, 213, 123-132
M. M. Areco y M. dos Santos Afonso, 2010.Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 81, 620-628,
Pb(II)Cd(II)
green alga Ulva lactuca
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat, 213, 123-132
Breakthrough point
green alga Ulva lactuca Breakthrough point
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat, 213, 123-132
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
1
2
3
4
q (m
mol
sor
bate
*g a
lga-1)
Ceq. Cu or PMG (mM)
A
0 2 4 6 8 10 120.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Ceq Cu or PMG (mM)
q Cu
or P
MG
(mm
ol/g
alg
ae)
Co-adsorción de cobre y glifosato sobre biomasa
María Alcira Trinelli, María Mar Areco and María dos Santos Afonso Co-Biosorption of Copper and Glyphosate by Ulva lactuca. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 105, 251-258, 2013
green alga Ulva lactuca
Agradecimientos
ANPCyT-FONCyT-CONICET-UBAA los co-autores de los trabajosA los organizadores de SAASA
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