Development of a new method for the removal of Cd, Ni and Pb in water using inverse
spinel cobalt ferrites
Betsabe Trinidad Bonillaa, Sagrario M. Montemayorb , Edith Madai Colunga Urbinaa,
Iliana de la Garza Rodrigueza*
a Departamento de Química Analítica de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad
Autónoma de Coahuila. Blvd. Venustiano Carranza y José Cárdenas Valdéz S/N, Saltillo 25280, Coahuila México.
b Centro de Investigación en Química Aplicada Blvd. Enrique Reyna Hermosillo #140, Saltillo
25294, Coahuila México.
*Correspondencia para autor: Iliana M. de la Garza Rodríguez
Universidad Autónoma de Coahuila
Correo electrónico:ilianagarza@uadec.edu.mx
CienciAcierta No. 68-especial XXXIII CNQA
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Resumen
Las actividades antropogénicas son responsables de la sobre explotación de los recursos naturales, depositando, vertiendo y emitiendo diversos contaminantes como los metales pesados, por lo que es necesario desarrollar nuevas metodologías analíticas para la remoción de metales presentes en agua. Los adsorbentes naturales y sintéticos se han utilizado para la remoción eficiente de contaminantes en aguas; sin embargo, el uso de nanomateriales magnéticos nos permite remover los contaminantes debido a que presentan grandes áreas superficiales, grupos funcionales y sitios activos y pueden ser reutilizados aplicándoles un campo magnético para separarlos rápidamente del medio acuoso. El objetivo de este trabajo es desarrollar un nuevo método de análisis mediante un diseño factorial 24 para la remoción de Cd, Ni y Pb presente en una disolución acuosa utilizando ferritas de cobalto tipo espinela inversa, las variables estudiadas son: g de ferrita, tipo de ferrita (con y sin tratamiento térmico), volumen de disolución acuosa de 0.5 mg/L de Cd, Ni y Pb y tiempo de agitación. Encontrando que las variables óptimas son: 0.02 g de ferrita, las ferritas de cobalto con estructura tipo espinela inversa con un tratamiento térmico de 400 ºC, volumen de disolución
de 10 mL, tiempo de agitación de 2 minutos, removiendo más del 98% de cada metal presente en la disolución acuosa de 0.5 mg/L.
Palabras clave: agua, metales pesados, remoción, ferritas de cobalto
Abstract
Anthropogenic activities are responsible for the overexploitation of natural resources; depositing, pouring and emitting various pollutants such as heavy metals, so, it is necessary to develop new analytical methodologies for the removal of metals present in water. Natural and synthetic adsorbents have been used efficiently in the removal of water pollutants; however, usage of magnetic nanomaterials allows us to remove contaminants due to their large surface area, functional groups and active sites. In addition, magnetic nanoparticles can be reused by applying a magnetic field to quickly separate them from the aqueous medium. The aim of this work is to develop a new method of analysis employing a 24 factorial design for the removal of Cd, Ni and Pb present in an aqueous dissolution using inverse spinel cobalt ferrites, the studied variables were: ferrite grams, ferrite type (with and without heat treatment), aqueous dissolution volume of 0.5 mg/L of Cd, Ni and Pb and stirring time. Finding that the optimal variables are: 0.02 g of ferrite, inverse type cobalt ferrites with heat treatment of 400 ºC, dissolution volume of 10 mL, 2 minutes stirring time, removing more than 98% of each metal present in the 0.5 mg/L aqueous dissolution.
Key words: water, heavy metals, removal, cobalt ferrites
