Evaluación de Zeolita ZSM-5 Impregnada con Nanopartículas de Magnetita para Remoción de Mercurio

Autores
Naranjo Silva, Juan Antonio; Sánchez Moreno, Hugo Javier; Palmay, Paul
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
La gestión inadecuada del mercurio (Hg) en la extracción de oro ha generado una crisis ambiental y sanitaria en el sur de Ecuador, afectando tanto a ecosistemas como a comunidades locales. Este metal tóxico y no biodegradable trasciende fronteras, lo que impacta incluso a regiones vecinas, y pone de relieve la urgente necesidad de implementar soluciones para mitigar sus efectos. En este estudio, abordamos esta problemática mediante la síntesis de materiales avanzados para la remoción de mercurio en agua. Se empleó el método de coprecipitación bottom-up para producir nanopartículas de óxidos de hierro, que fueron impregnadas in situ en una matriz de Zeolita ZSM-5 durante la reacción química. La caracterización de los materiales se realizó mediante espectroscopía infrarroja (FTIR) y microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS). La capacidad de adsorción de mercurio fue evaluada al variar la carga de magnetita soportada y el tiempo de contacto con agua de muestra con concentraciones controladas de mercurio. Los resultados mostraron que la impregnación de nanopartículas mejora considerablemente las propiedades adsorbentes de la zeolita. Además, se determinó la dosificación y el tiempo óptimos para maximizar la remoción del metal y minimizar el riesgo de desorción. De esta forma, se determinó que integrar nanopartículas de magnetita en zeolitas ZSM-5 mejora significativamente la capacidad de adsorción de mercurio. Esta estrategia se presenta como una solución eficiente y prometedora para reducir la contaminación por mercurio en áreas afectadas por la minería.
The unregulated management of mercury (Hg) in gold extraction has caused an environmental and health crisis in the southern region of Ecuador, affecting both ecosystems and local communities. This toxic and nonbiodegradable metal transcends borders, which affects even neighboring regions, and highlights the urgent need to implement solutions to mitigate its effects. In this study, we address this issue through the synthesis of advanced materials for mercury removal from water. The bottom-up coprecipitation method was used to produce magnetite nanoparticles, which were impregnated in situ into a ZSM-5 zeolite matrix during the chemical reaction. The materials were characterized by using infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM-EDS), among other techniques. The mercury adsorption capacity was evaluated by varying the magnetite loading and contact time with mercury-spiked water samples. The results showed that nanoparticle impregnation significantly improved the adsorptive properties of zeolite. Additionally, the optimal dosage and contact time were determined to maximize metal removal and minimize the risk of desorption. Thus, it was concluded that integrating magnetite nanoparticles into ZSM-5 zeolites significantly enhances mercury adsorption capacity. This strategy presents an efficient and promising solution to reduce mercury contamination in mining-affected areas.
Fil: Naranjo Silva, Juan Antonio. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; Ecuador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Sánchez Moreno, Hugo Javier. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; Ecuador
Fil: Palmay, Paul. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; Ecuador
Materia
REMOCION DE MERCURIO
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ZSM-5
MAGNETITA
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The unregulated management of mercury (Hg) in gold extraction has caused an environmental and health crisis in the southern region of Ecuador, affecting both ecosystems and local communities. This toxic and nonbiodegradable metal transcends borders, which affects even neighboring regions, and highlights the urgent need to implement solutions to mitigate its effects. In this study, we address this issue through the synthesis of advanced materials for mercury removal from water. The bottom-up coprecipitation method was used to produce magnetite nanoparticles, which were impregnated in situ into a ZSM-5 zeolite matrix during the chemical reaction. The materials were characterized by using infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM-EDS), among other techniques. The mercury adsorption capacity was evaluated by varying the magnetite loading and contact time with mercury-spiked water samples. The results showed that nanoparticle impregnation significantly improved the adsorptive properties of zeolite. Additionally, the optimal dosage and contact time were determined to maximize metal removal and minimize the risk of desorption. Thus, it was concluded that integrating magnetite nanoparticles into ZSM-5 zeolites significantly enhances mercury adsorption capacity. This strategy presents an efficient and promising solution to reduce mercury contamination in mining-affected areas.
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