Adsorbentes híbridos oxihidróxidos metálicos-carbón para remover contaminantes prioritarios del agua: fluoruro y arsénico

espanolLa contaminacion del agua por fluoruros (F- ) y arsenico (As) es un problema de importancia mundial, ya que el agua subterranea de varios paises excede los limites permisibles establecidos por la Organizacion Mundial de la Salud (OMS), lo cual representa un riesgo para la salud humana. Por esta razon, el F- y el As se consideran contaminantes prioritarios que determinan la calidad del agua. Para eliminar o reducir la concentracion de estos contaminantes se han implementado diversos procesos, tales como: intercambio ionico, precipitacion-coagulacion, electrodialisis, nanofiltracion, osmosis inversa, y dialisis Donnan; sin embargo, la mayoria de estos metodos a menudo implican costos de operacion elevados y mantenimiento continuo. El uso de adsorbentes disenados especificamente para eliminar estos elementos representa una alternativa con gran potencial para ser aplicados a corto plazo en sistemas de tratamiento de agua. Una opcion atractiva para mitigar la contaminacion del agua por F- y As es el uso de carbon activado (CA) como material adsorbente. Sin embargo, este material tiene algunas limitaciones relacionadas con su capacidad y selectividad que deben ser superadas. La modificacion de carbon activado con particulas de oxihidroxidos metalicos de tamano nanometrico tiene el potencial de eliminar selectivamente estos contaminantes, sin embargo, el mayor reto es el anclaje de estos metales en la superficie del CA. Nuestro grupo de investigacion ha contribuido en los ultimos anos a esta area de investigacion mediante la sintesis de adsorbentes hibridos basados en oxihidroxidos metalicos-carbon con capacidad de adsorcion elevada. Lo anterior considerando la relacion entre el area especifica, distribucion de carga, grupos funcionales, contenido de metal y la capacidad de adsorcion. EnglishWater polluted with fluoride (F- ) and arsenic (As) is a problem of global relevance. The groundwater of several countries exceeds the allowable concentration limits for these compounds as recommended by the World Health Organization (WHO), thus posing a serious human health risk. For this reason, F- and As are considered priority pollutants that determine water quality. To eliminate or reduce the concentration of these contaminants, several processes have been implemented such as: ion exchange, precipitation– coagulation, electrodialysis, nano-filtration, reverse osmosis, and Donnan dialysis. However, most of these methods often involve high operating and maintenance costs. The use of adsorbents that are specifically designed for the removal of these elements represent a viable alternative for future water treatments system. An attractive option is the use of activated carbon (AC) as an adsorbent material. Nevertheless, limitations related to its capacity and selectivity must be overcome. The modification of the activated carbons surface with metal oxyhydroxides nanoparticles has the potential to selectively remove these contaminants. The biggest challenge is controlling the anchorage of the oxyhydroxide nanoparticles on the AC surface. Our research group has contributed in recent years to this research area by synthesizing hybrid adsorbents based on metal oxyhydroxides nanoparticles-AC with elevated adsorption capacities and chemical stability, this considering the relationship among surface area, charge distribution, functional groups, metal content, and contaminant uptake.