314.Adsorcion de contaminantes

XXIV CONGRESO DE INVESTIGACIÓN CUAM- ACMor
ADSORCIÓN DE CONTAMINANTES DE LOS ESCAPES DE VEHÍCULOS CON ÓRGANO-ARCILLAS
 AUTORES:
Lucero González Domínguez
Christopher Reyna Hernández
Mayra Flores Gabino.
 ASESORES: Ing. Gloria Francisca Domínguez Patiño
Sandra R. Manrique Hernández
 ESCUELA DE PROCEDENCIA: Centro Universitario Anglo Mexicano- Morelos
 ÁREA: Ciencias ambientales/Experimental
 PROYECTO CON APOYO EXTERNO Y PROYECTO ESCOLAR
MARCO TEÓRICO
Las arcillas son sílico aluminatos, es decir, que desde el punto de vista químico están compuestas
de silicio, aluminio, oxígeno e hidrógeno y varios cationes que se acomodan en los espacios
interlaminares.
Pertenecen al grupo de los filosilicatos, entre los cuales se encuentra la caolinita con estructura del
tipo T.O. (tetraedro-octaedro) y esméctita con estructura T.O.T. (tetraedro-octaedro-tetraedro).
Estas arcillas tienen la capacidad de intercambiar iones y pueden alojar en el interior de su
espacio interlaminar moléculas polares y especies orgánicas modificando la estructura de las
arcillas. Si los iones intercambiables de estas arcillas son cambiados por iones de amonio las
arcillas resultantes son denominadas órgano arcillas, estos iones hacen a la superficie de la arcilla
más hidrofóbica, mejorando su capacidad de adsorción [1].
Para medir la capacidad de adsorción de los filtros se utiliza el método de Dalton el cual consiste
en que en una mezcla de gases, cada componente ejerce una presión parcial equivalente a la
presión que ejercería si fuera el único gas presente en el mismo volumen; la presión total de la
mezcla es entonces, la suma de las presiones parciales de todos los gases presentes. [2].
En este trabajo de investigación, a medida que se libera el CO2 por acción del ácido clorhídrico
sobre el carbonato de calcio, este gas es recogido en una bureta invertida llena de H2O. El gas en la
bureta es una mezcla de CO2 y vapor de H2O. Utilizando la ley de Dalton podemos calcular la
presión parcial del CO2 considerando que la presión total es igual a la presión del CO2 más la
presión de vapor de H2O.
Una de las técnicas que se han utilizado para corroborar la adsorción de los gases es la
espectroscopía infrarroja la cual involucra el estudio de los modos vibracionales y rotacionales de
los átomos de una molécula. En la interacción con la radiación infrarroja, una parte de esta
radiación incidente al ser absorbida por los átomos de una molécula a longitudes de onda
específica, originará vibraciones las cuales producen un espectro que es característico de los
grupos funcionales que están presentes en una molécula [3]; para así poder obtener los espectros
de infrarrojo de las muestras antes y después de la adsorción del CO2.
ANTECEDENTES
La contaminación atmosférica es uno de los principales problemas en la actualidad, una de las
razones principales es el incremento de emisiones de gases que generan un impacto negativo en
la calidad del aire; entre estos gases se encuentra el bióxido de carbono (CO2), también
denominado anhídrido carbónico que es un gas cuyas moléculas están compuestas por
dos átomos de oxígeno y uno de carbono. El exceso de estas emisiones ha generado un
incremento en la temperatura de la tierra debido a que existe una retención de parte de la energía
que el suelo emite al haber sido calentado por la radiación solar y a este fenómeno se le conoce
como efecto invernadero. Se han realizado algunas investigaciones como alternativa para corregir
esta situación; una de ellas es la elaboración de filtros de carbón y carbono activado a partir de la
cáscara del coco, además de la utilización de zeolitas [4].
HIPÓTESIS
Los filtros elaborados a base de arcilla y óxidos, así como de fibras naturales serán útiles para la
adsorción del CO2 de los escapes de vehículos.
OBJETIVO GENERAL
Obtención de filtros elaborados a partir de arcillas modificadas para la captura de CO2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
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Obtención de arcillas modificadas.
Generación del Bióxido de Carbono a través de la reacción del carbonato de calcio y ácido
clorhídrico por medio del método Dalton.
Evaluación de los filtros para la adsorción del CO2.
MATERIALES
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Arcillas
Vidrio
Fibra de coco
Escape de un vehículo
Óxido de magnesio
Filtro
METODOLOGÍA
1.- Modificación de arcilla de estructura del tipo T.O.T con compuestos orgánicos, inorgánicos o
una mezcla de ambos:
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Pesar la arcilla.
Adicionar compuestos inorgánicos (óxido de magnesio, arena de sílice), compuestos
orgánicos (fibra de coco) o una mezcla de ambos.
Añadir H2O.
Dejar secar por 24 horas en la estufa a 80º C.
2.- Generar el CO2 a través de la reacción de carbonato de calcio (calcita) y el ácido clorhídrico por
método Dalton (desplazamiento del H2O).
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Medir las siguientes condiciones iniciales: volumen, temperatura y pH.
Recoger el CO2 en una bureta invertida llena de agua.
Medir las siguientes condiciones finales: volumen, temperatura y pH.
3.- Evaluar los filtros en la captura del CO2.
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Introducir un filtro que contenga el material obtenido después del tratamiento térmico.
Repetir el paso 2.
4.- Comparar las condiciones (temperatura, volumen y pH) en ambos experimentos.
5.- Probar en escape de los vehículos.
6.-Obtener los espectros de infrarrojo mediante la técnica de espectroscopía infrarroja de las
muestras antes y después de la adsorción del CO2.
RESULTADOS: En proceso
CONCLUSIONES: En proceso
BIBLIOGRAFÍA:
[1] BUSTOSRIVERA, Catalina. Preparación y caracterización de caolines modificados para la
adsorción de CO2. Junio 2011.
[2] http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/gases/Ley%20dalton.htm
[3] http://sistemas.fciencias.unam.mx/~fam/Infrarroja.pdf
[4] ARENILLAS, Ana. Separación de H2 y CO2 por adsorción. Instituto Nacional del Carbón, CSIC.
Mayo 2006.