Funcionalización de micas de alta carga expansibles para la adsorción de metales pesados

Abstract

El objetivo central de esta Tesis Doctoral es la obtención de silicatos laminares de alta carga expansibles de diseño y la modificación de su superficie para conseguir un adsorbente eficaz en la eliminación de metales pesados en disolución. En esta memoria se describe, en primer lugar, la síntesis de micas de alta carga expansibles. Además, se presenta los procesos para la funcionalización superficial de estas micas de alta carga con dos cationes orgánicos: etilamonio y mercaptoetilamonio. Ambos cationes tienen una longitud de cadena similar, pero en el primer caso solo hay un grupo funcional amonio, y en el segundo además un grupo tiol, ya que este grupo funcional ha demostrado tener una alta selectividad y afinidad por los metales pesados. Seguidamente, se realiza un estudio de la capacidad de retención de metales pesados (Pb+2, Cd+2 y Hg+2) de estos adsorbentes de diseño. En primer lugar, se ha estudiado la capacidad de intercambio catiónico de las micas de alta carga por los cationes de metales pesado. Posteriormente, se ha evaluado la capacidad de adsorción en las micas de alta carga originales y funcionalizadas de dichos contaminantes. A continuación, se ha analizado la competitividad en la adsorción de dos y tres componentes. Finalmente, se estudió la termodinámica del proceso de inmovilización de metales pesados realizando isotermas de adsorción. Los resultados obtenidos muestran que las micas sintéticas de alta carga poseen una capacidad de adsorción de metales pesados muy superior a las arcillas naturales que se emplean en la actualidad. Finalmente, tras un análisis exhaustivo del efecto que tiene el cambio en los parámetros de síntesis de las micas de alta carga, se ha conseguido desarrollar una síntesis sostenible y viable a escala de planta piloto.