La retención de arsénico en las nanopartículas se determinó mediante análisis elemental y mapeo en línea por EDS mediante el MET. Para ello se llevó a cabo una prueba de remoción de arsénico con concentración de 1000 ppm. Los resultados obtenidos se muestran en la figura 50.
Figura 50. Mapeo en línea por EDS mediante Microscopio electrónico de transmisión (MET), de las MNPs después de la remoción de arsénico.
En esta figura se demuestra la presencia de arsénico en toda la nanopartícula, donde la mayor concentración se encuentra en los cristales que forman la costra, más sin embargo, el arsénico se adsorbe en la superficie de cada cristal, es por ello que en las partes donde existe una mayor cantidad de cristales se observa más cantidad de As. De igual manera se aprecia la distribución homogénea, en toda la nanopartícula de los elementos analizados (fierro y oxígeno), los cuales corresponde a la magnetita.
CONCLUSIONES
1. Etapa de simulación
a) Solid Works- Fluid Works
1.- La zona efectiva de temperatura y velocidad de fluido máxima dentro del reactor tubular, se obtiene entre los 30 y 60 cm del reactor.
2.-El comportamiento del tiempo de residencia para el reactor tubular de 9 mm es menor que el reactor de 15 mm, comportamiento inverso a la velocidad de calentamiento del fluido.
b) COMSOL Multiphysics 4.4
1.- Los parámetros de mayor influencia en la morfología final de los materiales sintetizados, son la temperatura del reactor tubular y el tipo de disolvente utilizado
2.- La morfología general de las nanopartículas obtenidas fueron: Morfología sólidas de 512 nm a temperaturas (<473 K), y huecas porosas de 560 ± 50 nm de diámetro a temperaturas (≥ 523 K ), con un espesor de corteza de 30 ± 15 nm utilizando metanol como solvente. 3.- Las nanopartículas simuladas con agua como disolvente presentaron morfología solida con un tamaño de 480 ± 20, utilizando una distribución de temperatura de 373 a 723 K.
2. Etapa experimental
1.-La morfología de las MNPs obtenidas fueron: esferas sólidas de 345 ± 20 nm a temperaturas (<473 K), huecas porosas de 300 ± 78 nm de diámetro y 19 ± 5 nm de espesor de la corteza a temperaturas (≥ 523 K ), utilizando metanol como disolvente, presentando un área superficial de 134 m2 g-1.
2.-Al utilizar agua como disolvente la morfología obtenida fue sólida en una distribución de temperaturas de 373 723 K, presentando un diámetro de alrededor de 400 ± 56 nm con presencia de cristales de 10 ± 2 nm, para temperaturas 673 y 723 K.
3.-Etapa de aplicación
1.- El tiempo de eficiencia máxima de remoción es de 10 minutos para ambas especies porque es donde se llega al equilibrio teniendo un porcentaje de eficiencia de remoción de 95% As+5 y de 80 % de eficiencia para As +3.
2. El modelo que mejor ajuste lineal presentó fue el de Freundlich, cuyos resultados son muy similares a los obtenidos por Dubinin, por lo tanto se sabe que el tipo de adsorción que se lleva a cabo es una fisisorción.
PERSPECTIVAS
1. Continuar mejorando el sistema de recolección
2. Iniciar con el estudio de columnas de adsorción de MNPs.
3. Iniciar con el desarrollo de nanoestructuras de óxido de fierro con elementos afines a otros 4. Contaminantes como el aluminio, magnesio y/o titanio para adsorber flúor y arsénico del agua.
APORTACIONES
1.- No hay reportes sobre el estudio de formación de magnetita por la técnica AACVD, como resultado de esto se tiene la solicitud de una patente.
2.-Al obtener diferentes morfologías de MNPs se abre su campo de aplicaciones los cuales pueden ser en electrónica, biomateriales y magnetismo.
3.-El uso de sofwares en los modelos teóricos ayuda a predecir las condiciones de síntesis para la obtención de materiales con una microestructura deseada.
4.- Los parámetros de Arrhenius para la formación de magnetita son reportados por primera vez, ya que no se encuentran en la literatura y se aporta la ruta química de la formación de magnetita por la técnica AACVD.
5.- La eficiencia de adsorción se da sin la necesidad de agregar agentes oxidantes, se obtiene un alto porcentaje de remoción en poco tiempo para As+3 y As+5 minimizando costos en el tratamiento de agua.
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