Aplicación de superficie de respuesta en la cuantificación y remoción de plomo de aguas residuales empleando nanoarcilla montmorillonita y residuos lignocelulósicos de arroz (Oryza Sativa)

Abstract

La nanotecnología es la ciencia que en el siglo XXI está en pleno auge, en la actualidad emerge como una interesante alternativa para sistemas de tratamiento de aguas residuales. El tamaño de las nanopartículas y sus características de los nanomateriales hacen que el potencial de la nanotecnología en este campo sea enorme. La presente investigación tiene por objetivo de aplicar la metodología de superficie de respuesta en la cuantificación y remoción de Plomo empleando nanoarcilla orgánicamente modificada y residuos particularizados lignocelulósicos de cascarilla de arroz como adsorbentes. Para la obtención de las nanopartículas de arcillas se realizó por la metodología de intercambio catiónico con sales cuaternarios. Para la remoción del plomo se aplicó diseño de experimentos de superficie de respuesta las siguientes condiciones: pH (3, 5.5 y 8), concentración de nanoarcilla (0,3, 0.5 y 0.7 g/100 mL) y fibra lignocelulósica de arroz (2, 3 y 4 g/100 mL) de concentraciones, teniendo como concentración inicial de Plomo 14.3 mg/L en agua residual. Las variables constantes fueron el tiempo y la velocidad de agitación. La composición química de la nanoarcilla es de Oxido de sílice tetraédrica y hexaédrica en mayor cantidad, seguida de Calcio, Magnesio, Aluminio, Silicatos. La estructura morfológica y estructural de la nanoarcilla tuvo una distancia interlaminar de la nanoarcilla fue de 18.025 Å (1.8025 nm) ángulo de 2θ=4.902 con 1.1 nm aproximado del espesor de la nanoarcilla en forma de empillamiento interlaminar. El tratamiento experimental óptimo para la cuantificación y remoción del plomo fue de 0.13 mg/L y 99.04% respectivamente con pH final de 7.1. El modelo polinomial predictivo de superficie de respuesta se ajustó significativamente a R2 97.6 simulando a concentraciones de nanoarcilla de 6.6 g/100 mL y pH de 8.2 con un contenido y remoción de 0.005 mg/L y 99.9% respectivamente.