Preparación y caracterización de materiales adsorbentes a partir de cáscaras de frutas para su uso en la remoción de metales y aplicación a procesos ambientales

Abstract

En esta investigación se describe la preparación de materiales funcionalizados a partir de cáscaras de frutas para brindar alternativas de solución a problemáticas ambientales y energéticas: La remoción - recuperación de metales presentes en el agua y el estudio de materiales de intercalación para ser utilizados en baterías ion-Na como estrategia para almacenamiento de energía. Para el primer objetivo, se sintetizaron materiales adsorbentes a partir de cáscaras de frutas (naranja, piña y toronja) mediante un proceso de Descompresión Instantánea Controlada (DIC) y posterior funcionalización para incrementar la adsorción de Cu(II) y Ag(I). El segundo objetivo se abordó sintetizando carbones no grafitizados funcionalizados con nitrógeno a partir de cáscaras de toronja. Todos los materiales sintetizados se caracterizaron para conocer sus propiedades físico-químicas, las cuales se relacionaron con los resultados obtenidos durante su aplicación para proponer los mecanismos por los cuales se realiza cada uno de los procesos estudiados.

This dissertation describes the preparation of functionalized materials from fruit peels to provide alternative solutions to environmental and energy issues: The removal - recovery of metals present in wastewater and the study of intercalation materials to be used in ion-Na batteries for energy storage. For the first objective, adsorbent materials were synthesized from fruit peels (orange, pineapple and grapefruit) by means of an Instant Controlled Pressure Drop (known in French as “Détente Instantanée contrôlée” and referred to afterwards as DIC) process and subsequent functionalization to increase the adsorption of Cu(II) and Ag(I). The second objective was addressed by synthesizing non-graphitized carbons functionalized with nitrogen from grapefruit peels. All the synthesized materials were characterized to know their physicochemical properties, which were related to the results obtained during their application to propose the mechanisms by which each of the studied processes is carried out.