Carbonos mesoporosos dopados con boro en la remoción de conservantes en aguas contaminadas

Abstract

En este estudio, se sintetizó carbón mesoporoso dopado con boro (B-MPC) a partir de sacarosa como fuente natural de carbono y ácido bórico como precursor dopante. El material resultante presentó una superficie específica elevada (>897 m²·g⁻¹) y una estructura porosa definida, tal y como confirmaron los análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X y potencial zeta. Se evaluó el rendimiento de adsorción del B-MPC utilizando metilparabeno y propilparabeno como contaminantes. Las condiciones óptimas de funcionamiento fueron pH de 6, dosis de adsorbente de 0.2 g·L⁻¹ y tiempos de equilibrio de 90 minutos para el metilparabeno y 45 minutos para el propilparabeno. Las capacidades máximas de adsorción alcanzaron 116.4 y 134.4 mg·g⁻¹ para el metilparabeno y propilparabeno, respectivamente. Los estudios cinéticos revelaron que el modelo de pseudo segundo orden era el que mejor se ajustaba, lo que indica que la quimisorción es el mecanismo dominante, regido por la difusión externa e intraparticular. El modelado isotérmico mostró que las ecuaciones de Dubinin-Radushkevich y Redlich-Peterson presentaban la mejor correlación para Metilparabeno y Propilparabeno, respectivamente. Los análisis termodinámicos confirmaron que la adsorción era espontánea y exotérmica. Los cálculos complementarios basados en la teoría funcional de la densidad indicaron que los enlaces de hidrógeno, el apilamiento π-π y las interacciones ácido-base de Lewis eran las principales fuerzas impulsoras implicadas en la eliminación de los parabenos. Estos hallazgos demuestran que el B-MPC es un adsorbente altamente eficiente, que ofrece una alternativa prometedora para la eliminación de contaminantes emergentes del agua.