Evaluación de la capacidad de adsorción de los intercambiadores de iones Lewatit® VP OC 1065 y Diaion™ CR20 para metales pesados con particular consideración al paladio(II) y cobre(II)

Las capacidades de adsorción de los intercambiadores de iones con grupos funcionales de amina primaria (Lewatit® VP OC 1065) y poliamina (Diaion™ CR20) en relación con los iones Pd(II) y Cu(II) fueron probadas en un sistema por lotes, teniendo en cuenta la influencia de la concentración ácida (HCl: 0.1–6 mol/L; HCl-HNO3: 0.9–0.1 mol/L HCl—0.1–0.9 mol/L HNO3), el tiempo de contacto de fase (1–240 min), la concentración inicial (10–1000 mg/L), la velocidad de agitación (120–180 rpm), el tamaño de las perlas (0.385–1.2 mm) y la temperatura (293–333 K), así como en un sistema de columna donde los parámetros operativos variables eran las concentraciones de HCl y HNO3. Se utilizaron los modelos de pseudo-primer orden, pseudo-segundo orden y difusión intrapartícula para describir los estudios cinéticos y los modelos de isoterma de Langmuir y Freundlich para describir los datos de equilibrio con el fin de obtener un mejor conocimiento sobre el mecanismo de adsorción. Las propiedades físico-químicas de los intercambiadores de iones fueron caracterizadas por los análisis de adsorción/desorción de nitrógeno, análisis CHNS, espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier, análisis de tamiz y medidas de puntos de carga cero. Como se encontró, Lewatit® VP OC 1065 exhibió una mejor capacidad para eliminar Pd(II) que Diaion™ CR20, y la serie de capacidad de adsorción para metales pesados fue la siguiente: Pd(II) >> Zn(II) ≈ Ni(II) >> Cu(II). Las condiciones experimentales óptimas para la adsorción de Pd(II) fueron 0.1 mol/L HCl, velocidad de agitación 180 rpm, temperatura 293 K, y fracción de tamaño de perla 0.43 mm ≤ f3 < 0.6 mm para Diaion™ CR20 y 0.315–1.25 mm para Lewatit® VP OC 1065. Las capacidades máximas de adsorción fueron 289.68 mg/g para Lewatit® VP OC 1065 y 208.20 mg/g para Diaion™ CR20. La mayor capacidad de adsorción de Lewatit® VP OC 1065 para Pd(II) también se demostró en los estudios de columna. El intercambio iónico en el sistema de 0.1 mol/L HCl fue de 0.1050 g/mL, mucho más alto en comparación con Diaion™ CR20 (0.0545 g/mL). Los mejores rendimientos de desorción de %D1 = 23.77% para Diaion™ CR20 y 33.57% para Lewatit® VP OC 1065 se obtuvieron utilizando la solución de 2 mol/L NH3·H2O.