INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA SUPERFICIAL DEL CARBÓN ACTIVADO EN LA ADSORCIÓN DE BENZOTIAZOLES INFLUENCE OF ACTIVATED CARBON CHEMICAL SURFACE COMPOSITION ON THE ADSORPTION OF BENZOTHIAZOLES - Héctor Valdés; Claudio A Zaror (Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, 2010)
Los benzotiazoles están esparcidos en el ambiente debido a su gran variedad de aplicaciones. Dentro de ellos, el benzotiazol (BT), el 2-hidroxibenzotiazol (OHBT), y el 2-metilbenzotiazol (MeBT) son conocidos como agentes tóxicos y poco biodegradables. La adsorción con carbón activado se plantea como una opción atractiva para la remoción de estos contaminantes. Sin embargo, existen dudas acerca del efecto de las propiedades químicas superficiales del carbón activado sobre la capacidad de adsorción de estos compuestos. Para el estudio se utilizó carbón activado granular Filtrasorb-400 modificado con el objetivo de obtener carbones con diferentes propiedades químicas superficiales. Las series de carbones activados fueron obtenidas por pretratamiento por desoxigenación y por oxidación con ozono a diferentes tiempos de contacto. El incremento en la concentración de los grupos oxigenados superficiales produce una disminución en la capacidad de adsorción de los tres contaminantes ensayados. Los resultados sugieren que el mecanismo de adsorción transcurre principalmente a través de las interacciones de dispersión π-π entre los electrones del plano basal del carbón y el anillo aromático de los benzotiazoles. A valores de pH mayores al valor del pH de carga cero de la superficie del carbón activado (pH PZC), la capacidad de adsorción del carbón activado disminuye debido a la aparición de interacciones electrostáticas repulsivas entre los grupos superficiales oxigenados ionizados y las moléculas ionizadas de los benzotiazoles. Benzothiazoles, such as benzothiazole (BT), 2-hydroxybenzothiazole (OHBT), and 2-methylbenzothiazole (MeBT) are toxic and poorly biodegradable organic compounds, frequently present in wastewater from rubber related applications. Activated carbon adsorption has been identified as an attractive treatment to removing those contaminants. This paper presents experimental results on the effect of chemical surface properties of activated carbon on the adsorption mechanism of benzothiazoles. Activated carbons with different surface chemical composition were prepared from a Filtrasorb-400 activated carbon. Pre-treatment of activated carbon included de-oxygenation and ozonation with different ozone doses. Experimental results showed that high surface concentration of oxygenated electron withdrawing groups produced a significant reduction on carbon adsorption capacity of benzothiazoles. The results suggest that adsorption mechanism of benzothiazoles would mainly take place by π-π dispersion interactions between the π- electrons of aromatic ring of benzothiazole molecules and the π- electrons of carbon graphene layers. When pH was higher than point of zero charge (pH PZC) of the activated carbon, repulsive electrostatic interactions appeared between adsorbate and ionised oxygenated surface groups, lowering the carbon adsorption capacity of benzothiazoles.