Alúmina activada
alúmina activada se fabrica a partir de hidróxido de aluminio deshidroxilándolo de una manera que produce un material altamente poroso; este material puede tener una superficie sensiblemente superior a 200 m²/g. El compuesto se utiliza como desecante (para mantener las cosas secas adsorbiendo agua del aire) y como filtro de fluoruro, arsénico y selenio en el agua potable. Está hecho de óxido de aluminio (alúmina; Al2O3). Tiene una relación superficie-peso muy alta, debido a las numerosas estructuras en forma de túnel. poros que tiene. La alúmina activada en su composición de fases sólo puede representarse mediante formas metaestables (gamma-Al2O3, etc.). El corindón (alfa-Al2O3), la única forma estable de óxido de aluminio, no tiene una superficie químicamente activa y no se utiliza como sorbente.
Usos
Aplicaciones de catalizador
La alúmina activada se utiliza para una amplia gama de aplicaciones de adsorbentes y catalizadores, incluida la adsorción de catalizadores en la producción de polietileno, en la producción de peróxido de hidrógeno, como adsorbente selectivo para muchos productos químicos, incluidos el arsénico y el fluoruro, en la eliminación de azufre de corrientes de fluidos (Claus Proceso catalizador).
Desecante
Utilizado como desecante, funciona mediante un proceso llamado adsorción. El agua en el aire en realidad se adhiere a la alúmina entre los pequeños conductos a medida que el aire pasa a través de ellos. Las moléculas de agua quedan atrapadas de modo que el aire se seca al pasar por el filtro. Este proceso es reversible. Si el desecante de alúmina se calienta a ~200 °C, liberará el agua atrapada. Este proceso se llama regeneración del desecante.
Adsorbente de fluoruro
El alumina activado también es ampliamente utilizado para eliminar el flúor del agua potable. En los EE.UU., existen programas amplios para fluorar el agua potable. Sin embargo, en ciertas regiones, como la región de Rajasthan de la India, hay suficiente fluoruro en el agua para causar fluorosis. Un estudio de la escuela de salud pública de Harvard encontró exposición a altos niveles de flúor como niño correlacionado con menor coeficiente intelectual.
Los filtros de alúmina activada pueden reducir fácilmente los niveles de fluoruro de 10 ppm a menos de 1 ppm. La cantidad de fluoruro lixiviado del agua que se filtra depende de cuánto tiempo el agua esté realmente en contacto con el medio filtrante de alúmina. Básicamente, cuanta más alúmina haya en el filtro, menos fluoruro habrá en el agua filtrada final. El agua con temperatura más baja y el agua con pH más bajo (agua ácida) también se filtran de manera más efectiva. El pH ideal para el tratamiento es 5,5, lo que permite una tasa de eliminación de hasta el 95 %.
Según las investigaciones realizadas por V.K.Chhabra, químico jefe (retirado) P.H.E.D. Rajasthan, la alúmina activada, cuando se usa como filtro de fluoruro, en condiciones de campo se puede regenerar mejor con una solución de lejía (hidróxido de sodio; NaOH), ácido sulfúrico (H2SO4).
La capacidad de absorción de fluoruro (FUC) de la alúmina activada comercial puede ser de hasta 700 mg/kg. La FUC utilizando V.K. El método de Chhabra se puede determinar de la siguiente manera:
Solución de fluoruro: disolver 22,1 g de NaF anhidro en agua destilada y diluir hasta 1000 ml. 1 ml = 10 mg de fluoruro. 10 ml/l = 100 mg/l de fluoruro.
Procedimiento:
A un litro de agua destilada simulada que contiene 100 mg/L de fluoruro, agite a 100 rpm usando la máquina de prueba de jarra. Añadir 10 g del AA bajo prueba. Después de una hora, apague la máquina y saque la solución. Después de 5 minutos, decantar con cuidado la solución sobrenadante y determinar el fluoruro. Calcule la diferencia entre la concentración de fluoruro del agua original y tratada. Multiplique la diferencia por 100 para obtener la capacidad de absorción de fluoruro del AA en mg/kg.
Sistemas de vacío
En aplicaciones de alto vacío, la alúmina activada se utiliza como material de carga en trampas de línea delantera para evitar que el aceite generado por las bombas de paletas rotativas regrese al sistema. Un deflector de alúmina activada también puede reemplazar la trampa refrigerada que a menudo se requiere para las bombas de difusión, aunque rara vez se usa.
Biomaterial
Sus propiedades mecánicas y su no reactividad en el entorno biológico le permiten ser un material adecuado para cubrir superficies en fricción en prótesis corporales (por ejemplo, prótesis de cadera u hombro).
Desfluoración
La defluoración es el ajuste a la baja del nivel de fluoruro en el agua potable. El proceso de alúmina activada es uno de los métodos de adsorción más utilizados para la defluoración del agua potable.