Modificación de biopolímeros extraído de nopal (Opuntia ficus indica) y su aplicación para la remoción de metales pesados en agua.

Abstract

"El mucílago de Opuntia ficus-indica (nopal) es un polímero natural el cual se ha observado que es un excelente floculante para la remoción de partículas suspendidas así como de metales pesados como plomo, cadmio y zinc. Sin embargo, es soluble en agua y por lo tanto su resistencia mecánica es nula. Durante la presente investigación se llevó a cabo la extracción del mucílago proveniente del nopal así como su modificación mediante ácidos carboxílicos y nanopartículas de plata, con el objetivo de obtener un material sólido, insoluble en medio acuoso, capaz de remover cadmio disuelto en solución acuosa con propiedades antimicrobianas gracias a las nanopartículas de plata, para alargar su vida útil. La caracterización del material se llevó a cabo por los métodos siguientes: espectroscopia de infrarrojo para observar los principales grupos funcionales presentes en el mucílago y en el mucílago modificado, microscopia electrónica de barrido (MEB) con lo que se obtuvieron las micrografías para observar la textura y distribución de las nanopartículas en el biopolímero, también se realizaron pruebas de calorimetría diferencial de barrido para conocer la temperatura de fusión del material generado, su distribución de carga; además se llevaron a cabo pruebas de sorción, desorción e isotermas de adsorción, desorción de cadmio. El mucílago entrecruzado con ácido cítrico es insoluble en agua, en un intervalo de pH entre 2 y 12, además tiene una capacidad máxima de adsorción de cadmio de 13.14mg/g a un pH de 6 y una temperatura de 25ºC, este valor es comparable con otros biosorbentes estudiados para remoción de cadmio."

"Mucilage from Opuntia ficus-indica (cactus) is a natural polymer, which it has been observed as an excellent flocculant for the removal of suspended particles as such as heavy metal like lead, cadmium and zinc. However, it is soluble in water and therefore their mechanical strength is null. During present investigation, I carried out the extraction of mucilage from cactus as well as its modification by means of carboxylic acids and silver nanoparticles, with the objective of get a solid material, insoluble in water, capable to remove cadmium in water with antimicrobial properties due to silver nanoparticles, for extended useful life of them. Characterization of this material was carried out by the following means: infrared spectroscopy to observe the main functional groups present in the mucilage and modified mucilage, scanning electronic microscopy (SEM) whereby were gotten micrographics to observe texture and distribution of nanoparticles in Biopolymer, also were done tests of differential scanning calorimetric to know fusion temperature of generated material, charge distribution. Finally, tests of sorption, desorption and adsorption and desorption isotherms of cadmium, were made. The crosslinked mucilage with citric acid is insoluble in water, between pH interval of 2 and 12, also has a maximum cadmium adsorption capacity of 13.14mg/g on pH 6 and temperature of 25ºC, this value is compared with others biosorbents studied for cadmium removal."