Publicado

2015-09-01

EMPLEO DE ALGORITMOS MATEMÁTICOS PARA LA EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS QUE AFECTAN LA ADSORCIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS SOBRE CARBÓN ACTIVADO

Use of mathematical algorithms to evaluate the influence of physicochemical parameters affecting the adsorption of aromatic compounds on activated carbon

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v44n3.55607

Palabras clave:

análisis multivariado, PLS, PCR, adsorción, compuestos aromáticos (es)
multivariate analysis, PLS, PCR, adsorption, aromatic compounds (en)

Descargas

Autores/as

  • Ana Lucia Paredes Doig Departamento de Ciencias. Pontificia Universidad Católica del Perú
  • María del Rosario Sun Kou Departamento de Ciencias. Pontificia Universidad Católica del Perú
  • Mery Elizabeth Doig Facultad de Ciencias. Universidad Nacional de Ingeniería
  • Germán Comina Facultad de Ciencias. Universidad Nacional de Ingeniería

El objetivo principal fue encontrar cómo ciertos parámetros o factores fisicoquímicos del carbón activado pueden influir en la capacidad de adsorción de tres adsorbatos: fenol, ácido benzoico y ácido salicílico. Se emplearon dos métodos de análisis multivariado de datos: análisis principal de mínimos cuadrados (PLS) y regresión de componentes principales (PCR). El método de PLS mostró una mejor concordancia entre los valores estimados y experimentales. Usando este método, se formularon ecuaciones para predecir la capacidad de remoción de cada adsorbato. Usando PLS fue posible estimar la capacidad de adsorción del ácido benzoico, ácido salicílico y fenol con un error estándar de validación menor al 6%. Así se predijo que la acidez superficial es el parámetro más importante del carbón activado para adsorber compuestos aromáticos.

 

The main objective was to describe parameters and physicochemical factors of activated carbon related to the adsorption capacity of three adsorbates: Phenol, benzoic acid, and salicylic acid. Two multivariate data analysis methods were used: Partial least square (PLS) and principal component regression (PCR). PLS showed better agreement between estimated and experimental values and using this method, equations were developed to predict the removal capacity of each adsorbate. The adsorption capacity of activated carbon in relation to benzoic acid, salicylic acid, and phenol was predicted with a standard error of validation of less than 6%. Surface acidity was the most important parameter affecting the adsorption of aromatic compounds by activated carbon.

Referencias

Guadayol, J.M.; Caixach, J.; Ribé, J.; Cabanas, J.; Rivera, J. Extraction, separation and identification of volatile organic compounds from paprika oleoresin (Spanish Type). J. Agric. Food Chem. 1997, 45 (5), 1868-1872. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jf960266i

Park, H.; Vecitis, C.; Hoffmann, M.R. Electrochemical water splitting coupled with organic compound oxidation: The role of active chlorine species. J. Phys. Chem. C. 2009, 113, 7935-7945. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jp810331w

Williams, M.E.; Hestekin, J.A.; Smothers, C.N.; Bhattacharyya, D. Separation of organic pollutants by reverse osmosis and nanofiltration membranes: mathematical models and experimental verification. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38 (10), 3683-3695. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/ie990140l.

Khenniche, L.; Aissani, F. Preparation and characterization of carbons from coffee residue: Adsorption of salicylic acid on the prepared carbons. J. Chem. Eng. Data. 2010, 55, 728-734. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/je900426a.

Fernandez, E.; Hugi-Cleary, D.; Lopez-Ramon, M.; Stoeckli, F. Adsorption of phenol from dilute and concentrated aqueous solutions by activated carbons. Langmuir. 2003, 19, 9719-9723. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/la030137d.

Efremenko, I.; Sheintuch, M. Predicting solute adsorption on activated carbon: phenol. Langmuir. 2006, 22, 3614-3621. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/la052100u.

Haghseresht, F.; Nouri, S.; Finnerty; J.J. and Lu, G.Q. Effects of surface chemistry on aromatic compound adsorption from dilute aqueous solutions by activated carbon. J. Phys. Chem. B. 2002, 106, 10935-10943. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jp025522a.

Esbensen, K. H.; Guyot, D.; Westad, F.; Houmoller, L. P. Multivariate data analysis-in practice: An introduction to multivariate data analysis and experimental design. Multivariate Data Analysis, 2002.

Lipp, M. Comparison of PLS, PCR and MLR for the quantitative determination of foreign oils and fats in butter fats of several European countries by their triglyceride composition. Z. Lebensm.-Unters. Forsch. 1996, 202,193-198. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1007/BF01263539.

Paredes-Doig, A. L. Estudio de la adsorción de compuestos aromáticos mediante carbón activado preparado a partir de la cáscara de castaña. Tesis de Licenciatura. Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Octubre 2011.

Paredes-Doig, A.L.; Sun-Kou, M.R.; Picasso-Escobar, G.; Lazo-Cannata, J.C. A study of the adsorption of aromatic compounds using activated carbons prepared from chestnut shell. Adsorpt. Sci. Technol. 2014, 32 (2-3), 165–180. DOI: http://dx.doi.org/10.1260/0263-6174.32. 2-3.165.

Rojas, J.M.; Bruns, R.E.; Serruya, H.; Bentes, M.H. Multivariate calibration of metal content using FTIR spectra of flour peelmesocarp ashes of oenocarpus-jessenia complex fruits. Lima, 15 de Agosto 2015. http://www.ciiq.org/varios/peru_2005/Trabajos/II/2/2.2.21.pdf.

Giraldo, L.; Moreno, J.C. Caracterización del proceso de adsorción de 3-cloro fenol desde solución acuosa sobre carbón activado por calorimetría de inmersión. Quím. Nova. 2009, 32 (7). DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422009000700018.

Leyva, R; Mendoza, J.; Guerrero, R. Adsorción de hidrocarburos aromáticos en solución acuosa en carbón activado. Efecto del grupo sustituyente. Tecnol. Ciencia. 1987, 2 (1), 31-35.

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

1770

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Cómo citar

[1]
A. L. Paredes Doig, M. del R. Sun Kou, M. E. Doig, y G. Comina, «EMPLEO DE ALGORITMOS MATEMÁTICOS PARA LA EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS QUE AFECTAN LA ADSORCIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS SOBRE CARBÓN ACTIVADO», Rev. Colomb. Quim., vol. 44, n.º 3, pp. 25–29, sep. 2015, doi: 10.15446/rev.colomb.quim.v44n3.55607.

Licencia

Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia de reconocimiento de Creative Commons (CC. Atribución 4.0) que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación en esta revista.

Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.

Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).