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Producción y caracterización de carbón activado a partir de residuos agroindustriales (fibra de nopal) para la remoción de arsénico en agua

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dc.contributor.author Silva Muñoz, Juan Diego
dc.date.accessioned 2017-10-13T00:08:34Z
dc.date.available 2017-10-13T00:08:34Z
dc.date.created 2017-08
dc.date.issued 2017-09-21
dc.identifier.citation Silva Muñoz, Juan Diego. Producción y caracterización de carbón activado a partir de residuos agroindustriales (fibra de nopal) para la remoción de arsénico en agua. Tesis (Licenciatura en Ingeniería Ambiental). Zacatecas, Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, Campus Zacatecas. 2017. 46 p. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/22915
dc.description Tesis (Licenciatura en Ingeniería Ambiental), Instituto Politécnico Nacional, UPIIZ, 2017, 1 archivo PDF, (46 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract En el presente trabajo se sintetizó y caracterizó carbón activado a partir de fibra de nopal como un residuo agroindustrial y se eligieron las condiciones óptimas del proceso de producción del carbón activado. El proyecto se dividió en dos etapas; la primera consistió en la síntesis del carbón activado para la posterior realización de pruebas de adsorción con arsénico. La segunda etapa consistió en la caracterización fisicoquímica del mejor carbón, es decir, aquel con el más alto valor de capacidad de adsorción. En la primera etapa se utilizaron las condiciones experimentales de síntesis establecidas mediante un diseño experimental del tipo factorial 2k, teniendo como factores el agente químico (activador), relación de impregnación y temperatura de carbonización. La segunda etapa consistió en la caracterización del carbones activados mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) para identificar grupos funcionales en la superficie del carbón, y pruebas del número de yodo para estimar el área superficial. Se aplicó la metodología de superficie de respuesta para determinar las condiciones en la que la capacidad de adsorción del carbón activado producido con ZnCl2, sea la más alta. Se construyeron gráficos de efectos principales, interacciones y superficie de respuesta con el objetivo de elegir las mejores condiciones de síntesis y se realizó un análisis de varianza. Los resultados obtenidos muestran que el carbón con la mayor capacidad de adsorción de arsénico es obtenido a 400 ºC y relación de impregnación de 0.5 g ZnCl2/g biomasa, con un número de yodo de 375.3 mg/g, rendimiento de 54.10 %, y una capacidad de adsorción de 9.36 mg/g. Con el análisis FTIR, se obtuvieron en su mayoría enlaces químicos propios de grupos funcionales ácidos como el ácido carboxílico, sugiriendo que el mecanismo por el cual son adsorbidos pudiera ser atracción electrostática. Abstract. In the present work, activated carbon was synthesized and characterized from cactus fiber as an agroindustry residue and the optimum conditions of the activated carbon production process were chosen. The project was divided into two stages; The first consisted of the synthesis of the activated carbon for the subsequent conduct of tests of adsorption with arsenic. The second stage consisted in the physicochemical characterization of the best carbon, that is, the one with the highest value of adsorption capacity. In the first stage the experimental conditions of synthesis established by an experimental design of factorial type 2k were used, taking as factors the chemical agent (activator), impregnation ratio and carbonization temperature. The second stage consisted in the characterization of the activated carbon by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to identify functional groups on the surface of the carbon, and iodine number tests to estimate the surface area. The response surface methodology was applied to determine the conditions under which the adsorption capacity of the activated carbon produced with ZnCl2 is the highest. Graphs of main effects, interactions and response surface were constructed with the objective of choosing the best synthesis conditions and an analysis of variance was performed. The results obtained show that the carbon with the highest adsorption capacity of arsenic is obtained at 400 ºC and impregnation ratio of 0.5 g ZnCl2 / g biomass, with an iodine number of 375.3 mg / g, yield of 54.10%, and one adsorption capacity of 9.36 mg / g. With the FTIR analysis, chemical bonds of acid functional groups such as the carboxylic acid were obtained, suggesting that the mechanism by which they are adsorbed could be electrostatic attractio es
dc.language.iso es_MX es
dc.publisher Silva Muñoz Juan Diego es
dc.subject Carbón activado es
dc.subject Fibra de nopal es
dc.subject Contaminación del agua es
dc.subject Arsénico es
dc.title Producción y caracterización de carbón activado a partir de residuos agroindustriales (fibra de nopal) para la remoción de arsénico en agua es
dc.type Tesis es
dc.contributor.advisor Loredo Cancino, Margarita
dc.contributor.advisor González Rodríguez, Luis Mario


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