Síntesis y evaluación del ligante EDTA-1-aminonaftalen-4-sulfónico soportado en resinas Merrifield y Wang como agente quelante de Cu2+ en aguas contaminadas con desechos mineros

Abstract

Tesis de maestría en ciencia de materiales. En el presente proyecto de tesis se obtuvieron cuatro diferentes resinas quelantes, mediante la Síntesis Orgánica en Fase Sólida (SOFS). Las resinas derivadas de poliestireno (Merrifield y Wang), se modificaron cambiando la unidad espaciadora con dos diferentes dialquilaminas de distinta longitud de cadena (butildiamina y hexametildiamina), posteriormente se insertó la unidad quelante ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), y después una unidad indicadora (ácido 1-aminonaftalen-4-sulfónico); Los materiales obtenidos se caracterizaron mediante las técnicas espectroscópicas de infrarrojo y fluorescencia. Se evaluaron las propiedades de adsorción de los materiales obtenidos hacia cobre, variando algunas condiciones como: métodos de contacto entre la resina modificada y iones de Cu2+, columna y lote; concentración de las soluciones de cobre, 2, 5 y 10 ppm y pH de las soluciones (2, 3, 4, 5 y 6). Se encontró que por el método de columna los cuatro materiales presentan buenas propiedades de adsorción de cobre en condiciones ideales, mejorando la capacidad de recuperación a valores de pH cercanos a la neutralidad, con porcentajes de recuperación de 97% para soluciones de 2 ppm, 81% para soluciones de 5 ppm y 74% para las soluciones de 10 ppm. Por el sistema de lote se encontró que todos los materiales recuperan arriba del 60% del cobre independientemente del pH y de la concentración original. Los sistemas se saturan a los 10 minutos de contacto y las isotermas de adsorción se ajustan satisfactoriamente a los sistemas de Langmuir y Freundlich. Los materiales presentan reusabilidad. Se evaluó la capacidad de recuperación de cobre en agua contaminada de un pozo, de agua denominado “Jaralito”, ubicado en el municipio de Cananea, Sonora, encontrando que los materiales (resinas modificadas) recuperan la mitad de lo recuperado en un proceso ideal, un 50% por ciento menor que el recuperado con soluciones preparadas a concentraciones conocidas, esta disminución se atribuye a que en la muestra de agua de pozo se encuentran presentes otros metales que pueden competir por los sitios de coordinación con el cobre. Se propuso un proceso de purificación de agua contaminada de un pozo, utilizando los materiales sintetizados, ya que se demostró que tienen gran capacidad de adsorción de cobre aun a bajas concentraciones. Este sistema de purificación se propone como una alternativa económica ante la problemática de contaminación actual y de esta manera acatar la normatividad vigente, Norma Oficial Mexicana, NOM 127, concentraciones de cobre menores a 2 ppm.