Preparación y caracterización de la sal de quitosano cuaternizado y su entrecruzamiento con glutaraldehido para la sorción del cromo (VI) de soluciones acuosas

Abstract

El objetivo del trabajo fue la sorción de Cr(VI) de soluciones acuosas, usando quitosano cuatemizado entrecruzado con glutaraldehido (QCE). La sal de quitosano cuatemizado (SQC) fue obtenido con la ayuda de un substituyente que contenía un grupo de amonio cuaternario, cloruro de trimetil amonio glicidil (CTAG). El polímero fue caracterizado por espectroscopia infrarroja y valoración conductimétrica para hallar los grupos funcionales característicos y la cantidad de grupos de amonio cuaternario respectivamente. También se caracterizó previamente al quitosano utilizado para la síntesis. Los grupos funcionales característicos se determinó por espectroscopia infrarroja, la masa molecular por el método viscosimétrico y el porcentaje de desacetilación por el método de la línea base en espectroscopia infrarroja y por el método potenciométrico. El pH óptimo encontrado para la sorción de Cr(VI) por el QCE fue de 4.5. El estudio del equilibrio de sorción del ion Cr(VI) fue realizado bajo condiciones controladas de pH, tiempo y cantidad de quitosano cuaternizado entrecruzado con glutaraldehido. El mecanismo de la cinética de sorción del ion Cr(VI) fue mejor descrito por la ecuación de pseudo-segundo-orden con una constante de velocidad de 0.6017 g x mg-1 x min-1 a un pH de 4.5. El modelo de equilibrio de la isoterma de sorción que mejor se ajustó al presente trabajo fue la isoterma teórica de Freundlich y esto fue corroborado por la constante de Pearson al cuadrado (R2 que, para las masas de 50, 100 y 200 mg fueron de 0.9910, 0.9908 y 0.9871 respectivamente. La desorción de Cr(VI) del QCE fue de 99.78 % con una solución de NaCl/NaOH 1.0 M a un pH de 4.5. Adicionalmente se realizaron pruebas de cinética y equilibrio para la comparación entre quitosano (Q), quitosano entrecruzado (QE), quitosano cuatemizado (QC) y quitosano cuatarnizado entrecruzado con glutaraldehido (QCE), mostrando que el QCE fue el mejor sorbente del Cr(VI), por su mejor resistencia en medio ácido (pH =4.5) y su mejor captación del sorbato frente a los demás biopolímeros en las mismas condiciones de experimentación. Se comprobó por Análisis Termogravimétrico (TGA) que el QCE fue el biopolímero más estable, pues se descompuso a mayores temperaturas. Finalmente se comprobó por SEM que el QCE presentó la superficie más compacta que los demás biopolímeros para la sorción de Cr(VI).