Desarrollo y caracterización analítica de un material con propiedades adsorbentes a partir de carbón mineral de las Minas de Lebu Capacidad de adsorción de trimetilamina en matrices acuosas y comportamiento electroquímico.

Abstract

El trabajo pretende dar un valor agregado a un importante recurso natural como es el carbón, orientándolo a un buen manejo ambiental, de crecimiento, desarrollo social y económico del país, aplicándolo como materia prima para el desarrollo de nuevos materiales carbonosos para control de emisiones generadas por diferentes industrias, tales como la pesquera, alimenticia, entre otras. Estas emisiones han traído grandes problemas a las poblaciones cercanas a ellas, debido a que contienen compuestos como trimetilamina (aminas en general), uno de los principales causantes de los malos olores percibidos por la población, problema que no es nuevo en nuestro país. Es importante tener presente que cada carbón tiene un comportamiento particular y características propias, lo que hace que los resultados sean innovadores en Chile, ya que no se encuentra descrito bibliográficamente algún trabajo relacionado con el tema específico para carbón mineral, y mucho menos de la provincia de Arauco, zona con una compleja historia carbonífera, por lo tanto los resultados no podrían ser 100% comparados con otros estudios presentes en la literatura, si bien estos no dejan de ser una importantes referencia bibliográfica en cuanto a metodologías utilizadas.. La caracterización de la materia prima es una etapa fundamental, ya que de la composición química del carbón, tanto orgánica como inorgánica se derivan la calidad del carbón (lo que se define como rango) y sus diferentes aplicaciones. El análisis próximo, análisis elemental, análisis petrográfico y análisis por espectrofotometría de absorción atómica del carbón mineral darán a conocer su composición química. Para conocer un poco más sobre su estructura y superficie se realizarán análisis de espectroscopia Infrarroja de FTIR, difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido. Mediante tratamientos termo analíticos se logró aumentar la superficie específica, procedimiento realizado en dos etapas (carbonización o pirolisis y activación). La estructura de los poros y su tamaño son consecuencias directas del proceso de carbonización y de la materia prima empleada. Se realizó un diseño experimental para optimizar las condiciones de trabajo (temperatura y tiempo de residencia en horno tubular) en el aumento de la superficie específica del carbón mineral. Los estudios demostraron que los carbones modificados y con mayores superficies específicas tienen capacidad adsorbente para TMA en fase acuosa comparable con un carbón activado comercial y de mayor superficie específica, trabajando a pH 9 Siendo los carbones modificados con mayor presencia de grupos oxigenados los que presentaron mejor comportamiento. También se demostró la capacidad electro analítica de los carbones en estudio, aplicándolos en la preparación de electrodos de pasta de carbono en la oxidación de H2O2. Este estudio es de gran importancia, pues de acuerdo a los resultados, el manto huitrero, que es un carbón de muy poca demanda comercial, es el que presenta los mejores resultados, dado un valor agregado a un carbón que actualmente no se comercializa.