Síntesis y caracterización de carbones derivados de la red metalorgánica ZIF-67 para su uso como adsorbentes

Abstract

[spa] En este trabajo se ha sinte.zado la red metal-orgánica ZIF-67 a temperatura ambiente, y, a par.r de su calcinación a 800 °C en atmósfera inerte, se ha obtenido el correspondiente carbón poroso, que se ha some.do, posteriormente, a un tratamiento con ácido clorhídrico con el obje.vo de mejorar su superficie específica y porosidad. Los materiales obtenidos se han caracterizado mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, termogravimetría y adsorción Msica de gases. Se ha evaluado la aplicabilidad de los carbones como adsorbentes del naranja de me.lo, un colorante aniónico ampliamente u.lizado en la industria tex.l. Los resultados han demostrado que el tratamiento ácido mejora notablemente la capacidad de adsorción, alcanzando el material tratado una capacidad máxima de 148,4 mg/g. Además, se ha observado que el proceso de adsorción es rápido, completándose prác.camente en menos de una hora. Por otro lado, las propiedades magné.cas del material se man.enen tras el tratamiento, lo que facilita su recuperación y reu.lización. En conjunto, estos resultados indican que el C-ZIF-67-HCl es un adsorbente potencialmente eficaz para la eliminación de contaminantes en aguas residuales.

[cat] En aquest treball s'ha sinte.tzat la xarxa metall-orgànica ZIF-67 a temperatura ambient, i, a par.r de la seva calcinació a 800 °C en atmosfera inert, s’ha ob.ngut el corresponent carbó porós, el qual, s'ha sotmès, posteriorment, a un tractament amb àcid clorhídric, amb l’objec.u de millorar-ne la seva superMcie específica i porositat. Els materials ob.nguts s'han caracteritzat mitjançant difracció de raigs X, microscòpia electrònica d'escombrada, espectroscòpia de raigs X d'energia dispersiva, termogravimetria i adsorció Msica de gasos. S'ha avaluat l'aplicabilitat dels carbons com a adsorbents del taronja de me.l, un colorant aniònic àmpliament u.litzat a la indústria tèx.l. Els resultats han demostrat que el tractament amb àcid millora significa.vament la capacitat d’adsorció, arribant el material tractat a una capacitat màxima de 148,4 mg/g. A més, s’ha observat que el procés d’adsorció és ràpid, completant-se pràc.cament en menys d’una hora. D’altra banda, les propietats magnè.ques del material es mantenen després del tractament, fet que en facilita la recuperació i reu.lització. En conjunt, aquests resultats indiquen que el C-ZIF-67-HCl és un adsorbent potencialment eficaç per a l’eliminació de contaminants en aigües residuals.

[eng] In this work, the metal-organic framework ZIF-67 was synthesized at room temperature, and the corresponding porous carbon was obtained by calcina.on at 800 °C under an inert atmosphere, which was subsequently treated with hydrochloric acid in order to improve its surface area and porosity. The resul.ng materials were characterized by Xray diffrac.on, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, thermogravimetry, and physical gas adsorp.on. The applicability of the carbons as adsorbents for methyl orange, an anionic dye widely used in the tex.le industry, was evaluated. The results showed that acid treatment significantly enhanced the adsorp.on capacity, with the treated carbon reaching a maximum value of 148,4 mg/g. Furthermore, the adsorp.on process was found to be rapid, being prac.cally completed in less than one hour. Notably, the magne.c proper.es of the material were preserved afer acid treatment, facilita.ng its recovery and reuse. Overall, these findings suggest that C-ZIF-67-HCl is a promising adsorbent for the removal of pollutants from wastewater.