Síntesis de Nanopartículas de Hierro (NPsFe)

Síntesis de Nanopartículas de Hierro (NPsFe)
soportadas por Biochar como tecnología verde para la

remoción de Cromo (VI) del Parque Industrial Río Seco
de Arequipa
Trabajo de Investigación para optar el Título Profesional en Ingenierías, 2019-2 E053-2019-22

Investigador de pregrado : Angela Núñez
Asesor Co-autor : Professor Chad Jafvert Ph.D.
Co-asesor UNSA : Dr. Corina Vera.
Planteamiento del problema: El almacenamiento de las aguas residuales industriales en el PIRS sin
pretratamiento que son vertidas a las lagunas de estabilización generan un problema de colmatación y
filtración de éstas tierras abajo, dedicadas a la agricultura afectando severamente a las poblaciones
aledañas, ocasionando problemas de contaminación al medio ambiente. Los metales a nanoescala se
han considerado como un adsorbente de alta calidad de iones de metales pesados, debido a su área
superficial específica, rápida velocidad de reacción, alta reactividad y magnetismo (Mahmoud et al.,
2013; Yurekli, 2016). Por lo tanto, la síntesis del biochar asistido por nanopartículas de metal podría
superar las desventajas inherentes y mejorar su viabilidad en la remoción de Cromo en medio acuos;
se propone la síntesis nanopartículas de Hierro soportadas en biochar, mediante química verde, para la
remoción de Cromo en aguas residuales del PIRS.
Síntesis de Nanopartículas de Hierro (NPsFe) soportadas por Biochar como

tecnología verde para la remoción de Cromo (VI) del Parque Industrial Río
Seco de Arequipa
Objetivo general y específicos:
Objetivo general:
Sintetizar nanopartículas de Hierro soportadas por biochar para la remoción de Cromo (III y VI) de aguas
residuales del Parque Industrial Río Seco de Arequipa.
Objetivos específicos:
• Sintetizar y caracterizar NPsFe soportadas sobre biochar (biochar nano-magnetico) via química verde.
• Determinar la eficiencia de remoción de cromo hexavalente a diferentes concentraciones, pH y tiempo de

contacto con biochar nano-magnético.
• Establecer el modelo de adsorción cinética que mejor se adapte al proceso de bioadsorción de Cromo (VI)
Hipótesis:
Las Nanopartículas de hierro soportadas en biochar obtenidas via química verde, reducen considerablemente la
concentración de Cromo Hexavalente de aguas residuales contaminadas con cromo provenientes del PIRS de
Arequipa.
Método:
PREPARACIÓN DE CARACTERIZACIÓN DE LA EXPERIMENTOS DE EVALUACIÓN DE REMOCIÓN
BIOCHARNANOMAGNÉTICO MUESTRA REMOCIÓNDE CR DE CROMO (VI) EN
• Pretratamiento de biomasa • FTI, SEM, XRD. • Determinación de contenido de Cr :
MUESTRAS REALES
con iones de hierro Espectrofotometría UV-VIS,método • Determinación de contenido de
• Impregnación de NPsFe de difenil carbazida Cr : Espectrofotometría UV-
sobre biochar • Identificación de variables y VIS,método de difenil carbazida
parámetros • Identificación de variables y
parámetros
APHA Method 3500-Cr: Standard methods for the examination of water and wastewater.
Método colorimétrico para la determinación de Cr
Toma de muestra y Filtración inmediata por Almacenamiento de la muestra

caracterización membrana de 0.45 um. en botellas plásticas a >4°C
ICP-OES (plasma acoplado

Cuantificación de Cromo
inductivamente - espectrometría de
total
emisión óptica)
DETERMINACIÓN DE CROMO EN
Pesar 141,4 mg de dicromato de Diluya 10,00 ml de solución de

potasio seco (K2Cr2O7 ) en agua dicromato de potasio a 100 ml (1
MEDIO ACUOSO
desionizada y llevada a 1 L. ml = 5 µgCr).
Preparar una soluci+on 1,8M de

Método colorimétrico de ácido sulfúrico
difenilcarbazida.
Pesar 0,02 g de 1,5-difenilcarbazida

y mezclar con 10 ml de etanol y 40
ml de sol. de H2SO4. Calentar la
solución a 60 ° C por 24H o esperar
2 días sin calentar
Cuantificación de Cromo
VI Espectrofotómetro UV-vis de uso múltiple
Tomar 20 ml de muestra de (9400 UviLine Secomam), equipado con
Esperar a la formación del
agua residual y añadir 1,2 ml una lámpara de xenón (190–1100 nm).
complejjo púrpura que Curvas de calibración
de solución DPC y 0,1 ml de tiene una estabilidad Identificación de la básicas a (373 nm) y
ácido nítrico concentrado. limitada de 15min Transferir una porción de solución a una longitud de onda mas pH > a 6.4.
celda de absorción de 1 cm y medir su sensible para la Curva de calibración
absorbancia a 560 nm en un radiació uV-directa. (350 nm) a un pH
espectrómetro . menor a 6.4
Preparación de stándares de
Curva de calibración
K2Cr2O7 (5, 10, 50 y 100 mg / L)
Bibliografía:
• Ho, S.-H., Zhu, S., & Chang, J.-S. (2017). Recent advances in nanoscale-metal assisted biochar derived from
waste biomass used for heavy metals removal. Bioresource Technology, 246, 123-134. https://
doi.org/10.1016/j.biortech.2017.08.061
• Sanchez-Hachair, A., & Hofmann, A. (2018). Hexavalent chromium quantification in solution: Comparing direct
UV–visible spectrometry with 1,5-diphenylcarbazide colorimetry. Comptes Rendus Chimie, 21(9), 890-896.
https://doi.org/10.1016/j.crci.2018.05.002
• Lozano, F. J., Lozano, R., Freire, P., Jiménez-Gonzalez, C., Sakao, T., Ortiz, M. G., Trianni, A., Carpenter, A., &
Viveros, T. (2018). New perspectives for green and sustainable chemistry and engineering: Approaches from
sustainable resource and energy use, management, and transformation. Journal of Cleaner Production, 172,
227-232. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.145
Resultados
esperados :
01 Artículo científico publicado en revista indizada en la base Scopus o Web of

Science, con filiación a la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa
01 Bachiller titulado con la opción: tesis formato artículo,

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• Determinar la eficiencia de remoción de cromo hexavalente a diferentes concentraciones, pH y tiempo de

Toma de muestra y Filtración inmediata por Almacenamiento de la muestra

ICP-OES (plasma acoplado

Pesar 141,4 mg de dicromato de Diluya 10,00 ml de solución de

desionizada y llevada a 1 L. ml = 5 µgCr).

Preparar una soluci+on 1,8M de

Pesar 0,02 g de 1,5-difenilcarbazida

01 Artículo científico publicado en revista indizada en la base Scopus o Web of

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