Modificación química de fibras de carbón activado y su aplicación en procesos de óxido-reducción.

Abstract

"Este trabajo reporta por primera vez el uso de fibras de carbón activado FCA modificadas químicamente como mediador redox MR en la reducción de rojo de metilo RM. Así como el efecto de la formación de una bio-película en las FCA sobre la reducción del mismo colorante. Para evaluar el efecto del grado de oxidación de las FCA en la velocidad de reducción del RM, la FCA se modificó químicamente con HNO3 durante 0.5, 1, 1.5 y 2 horas. El tiempo de oxidación incrementó el porcentaje de oxígeno de la FCA comercial desde 12.29% hasta 28.07% para la fibra con el mayor tiempo de oxidación. Así mismo, la concentración de sitios activos totales incrementó (4.46, 7.24, 8, 8.38 y 8.84 meq/g, fibra sin oxidar y oxidadas 0.5 1, 1.5 y 2 h respectivamente). Además, el área superficial y el punto de carga cero disminuyeron conforme aumentó el tiempo de oxidación. El área superficial disminuyó de 1099.3 hasta 919.2 m2/g, mientras que el punto de carga cero de pH 4.76 a 1.97. En los ensayos de reducción química y biológica del RM con la FCA modificada durante 2 horas, la reducción química aumentó 3.1 veces la velocidad de reducción del RM, mientras que en las pruebas biológicas, la FCA aumentó 13 veces la velocidad de reducción del RM respecto al control sin MR. Al evaluar el efecto de la formación de bio-película sobre la reducción de RM, se encontró que la velocidad de reducción del RM en los experimentos sin biopelícula fueron 8 veces mayor que con biopelícula. Es decir, la formación de una biopelícula en las FCA disminuyó su capacidad como MR. Lo anterior se comprobó con cinéticas de consumo de sustrato que demostraron que la segunda etapa del proceso, transporte de electrones de la FCA al RM, fue la limitante."

"This study reports for the first time the use of activated carbon fibers FCA chemically modified as redox mediator RM in reducing methyl red MR. As the effect of the formation of a biofilm on the FCA on the dye reduction. To evaluate the effect of degree of oxidation of the FCA in the speed of reduction of MR, the FCA was chemically modified with HNO3 for 0.5, 1, 1.5 and 2 hours. The oxidation time increased the percentage of oxygen in the commercial FCA from 12.29% to 28.07% for the fiber with the highest oxidation time. Likewise, the total concentration of active sites increased (4.46, 7.24, 8, 8.38 and 8.84 meq / g, unoxidized and oxidized fiber 0.5 1, 1.5 and 2 h respectively). Furthermore, the surface area and the point of zero load time decreased as increased oxidation. The surface area decreased from 1099.3 to 919.2 m2 / g, while the point of zero charge from pH 4.76 to 1.97. In tests of chemical and biological reduction of MR with the amended FCA for 2 hours, the chemical reduction increased 3.1 times the rate of reduction of MR, while in the biological tests, the FCA increased 13 times the speed reduction of MR with respect to control without MR. When evaluating the effect of biofilm formation on MR reduction was found that the rate of reduction of MR without biofilm experiments was 8 times greater than with biofilm. That is, the formation of a biofilm on the FCA decreased its capacity as RM. This was checked with substrate consumption kinetics showed that the second stage of the process, the electron transport from FCA to MR, was the limiting."