Proyectos
Uso de residuos agroindustriales lignocelulósicos como materiales sorbentes en purificación de efluentes acuosos y gaseosos
Resumen
La adsorción es un fenómeno de superficie que tiene lugar en la interfase ya sea sólido-líquido o sólido-gas, en la cual las moléculas o los iones de una sustancia de interés se fijan sobre la superficie del adsorbente debido a diversas fuerzas de atracción y afinidad química. Por lo tanto, la adsorción es el enriquecimiento de uno o más componentes en una capa interfacial como consecuencia de la asimetría de las fuerzas que existe en toda interfase. Según la naturaleza de las fuerzas involucradas en el proceso de adsorción se habla de fisisorción y quimisorción, según sean más débiles (fuerzas de Van del Waals) o impliquen enlaces químicos (fuerzas de enlace) respectivamente. Sin embargo, el fenómeno de adsorción se ve favorecido o desfavorecido por otros factores diferentes a la interacción fluido superficie, en los que las propiedades texturales, la estructura porosa y el diámetro de partícula del adsorbato influyen en los fenómenos de transporte de masa externos e internos y en el comportamiento fluido dinámico del sistema. En general los adsorbentes utilizados en la práctica son sólidos porosos que poseen características superficiales específicas, lo cual motiva que en el proceso global de adsorción intervengan diversas etapas. Por lo tanto, en un proceso de adsorción de un soluto disuelto en fase líquida, se pueden distinguir las siguientes etapas consecutivas: difusión externa del adsorbato desde el seno de la disolución hasta la superficie externa de las partículas de adsorbente, difusión interna del adsorbato dentro del área interna del sólido, y adsorción de las moléculas sobre la superficie adsorbente. En la actualidad los materiales sorbentes tienen gran impacto en aplicaciones tecnológicas que involucran transferencia de masa tales como adsorción, catálisis heterogénea, purificación de corrientes gaseosas o líquidas e inmovilización de sustancias, y debido a sus propiedades texturales tienen aplicación en campos tan diversos como agricultura, química fina, medicina, petroquímica, industria química, entre otros. Este proyecto surge de la necesidad de la búsqueda de materiales sorbentes de bajo costo, económicos y sostenibles, con base en la experiencia del grupo de investigación en la caracterización de biomasa y en su transformación (biorrefinerías) y en los procesos de adsorción y de catálisis heterogénea. Durante la etapa final de la ejecución de dos proyectos de investigación: Código Hermes 47762 - Adsorción como herramienta para la caracterización y establecimiento de la funcionalidad de materiales: extrudidos base zeolitas A, zeolitas y nanopartículas, financiado por la Universidad Nacional de Colombia y Código Hermes: 44673 - Evaluación del potencial de producción de gas de síntesis y energía a partir de bagazo de caña de la industria Panelera de Cundinamarca, con el apoyo de estudiantes de pregrado en semillero de investigación se realizaron estudios preliminares del uso potencial de biomasa y derivados de biomasa como materiales sorbentes y se consolidó la propuesta de conformación oficial de un semillero de investigación. Para continuar con la utilización de la adsorción como herramienta para la caracterización y establecimiento de la funcionalidad de materiales, en este proyecto se utilizarán materiales sorbentes derivados de biomasa y se han seleccionado tres escenarios como casos de estudio: i) remoción de productos farmacéuticos (por ejemplo acetaminofén o ibuprofeno) de soluciones acuosas ii) remoción de iones metálicos (por ejemplo hierro o cobre) iii) adsorción de CO2 de corrientes gaseosas, evaluando diferentes formas de operación y de contacto fluido-superficie.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable