Se presenta un estudio sobre la preparación, activación y caracterización de carbón activado a partir de corteza del árbol Gelam, originario de Malasia.

1. OPERACIONES UNITARIAS 2
PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE CARBÓN ACTIVADO
CON LA CORTEZA DE MADERA DE CAJEPUT (GELAM).
MIGUEL ENRIQUE CASTRO ACOSTA
09/03/2016

2. Preparación y Caracterización de carbón activado
con la corteza de madera de gelam.
• Revista de ciencias analitícas de Malaysia.
• Volumen 7
• Autor: Abdul halim Abdullah
• Publicada el 06 de septiembre del 2000.

3. ÍNDICE
• INTRODUCCIÓN
• OBEJTIVO
• PROCESO
• CARACTERIZACIÓN DEL CARBON ACTIVADO
• EXPERIMENTACIÓN
• RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• CONCLUSIÓN

4. INTRODUCCIÓN
• El carbón activado es un sólido negro que puede presentarse en forma
granular o en polvo.
• Es un material carbónico con una estructura porosa altamente desarrollada y
un área específica grande.
• La preparación de carbón activado con diferentes tamaños de poro se
consigue usando procesos de activación químicos o físicos.
• En activación física, la generación de porosidad es por la eliminación
selectiva del carbono más reactivo en la estructura para su posterior
gasificación.
• En activación química la materia prima es mezclada con un químico
como puede ser el ZnCl2 o el H3PO4, se carboniza y se lava.

5. INTRODUCCIÓN
• Tras la descomposición térmica, el producto reacciona con el compuesto
causando reducción de la materia volátil.
• Después del lavado, se obtiene un material con una gran porosidad.

6. • Materia prima utilizada: corteza de
árbol cajeput (Gelam).
• Este árbol se encuentra en Malaysia
• Es un árbol de tamaño mediano.
• Se le conoce como árbol de corteza
de papel.
• Su corteza es blancuzca o gris claro.
• Es una Fuente de combustible

7. OBJETIVO
• Obtención de carbón activado a partir de la
corteza de madera cajeput mediante el
siguiente proceso.

8. PROCESO
• Se cortó la corteza de cajeput en piezas pequeñas (0.5 –
1.0 cm de longitud)
• Se lavó con agua destilada.
• Se secaron en un horno a 120 °C en una noche.
• Se tomó una muestra de 10 gramos de la muestra y se
mezcló con 100 ml de solución de ZnCl2 en varias
concentraciones (5 - 40 % w/w).
• Se impregó la corteza a 70 oC en un baño de aceite hasta
que se evaporó el exceso de agua.
• La muestra impregnada fue secada a 120 °C

9. • Se colocó la muestra en un tubo de cuarzo y se insertó en un horno eléctrico
tubular.
• La carbonización se realizó a 500 °C bajo un flujo de N2 gaseoso por 3 horas
seguido por un flujo de CO2 gaseoso por 1hora.
• El carbón activado resultante fue lavado con una solución de HCl 0.05 M y
después con agua destilada hasta que no se detectaron trazas de iones cloruro.

10. CARACTERIZACIÓN DEL CARBÓN
• El carbón activado se caracteriza por:
• Área superficial
• Porosidad
• Adsorción de yodo
• Adsorción de azul de metileno
• pH
• Contenido de cenizas

11. CARACTERIZACIÓN DEL CARBÓN
• Determinación de la adsorción de yodo:
• 10 mililitros de HCl al 5% en peso agregados a 1 g de carbon activado se llevan a
ebullición.
• Enfriar a temperature ambiente
• Añadir 100 ml de solución de yodo 0.1N. Se mezcla y se filtra.
• Se titulan 25 ml del filtrado con tiosulfato de sodio 0.1 N con almidón como
indicador.
• Para determinar el poder del carbon activado:
• Se usan 50 ml de azul de metileno a concentración 200 ppm.
• Se agita por 30 minutos en un matraz Erlenmeyer que contiene 0.1 g de carbon
activado y se filtra con una membrana.
• El color de la solución fue comparado con el espectrofotómetro Shimadzu UV–
160A.

12. Prueba de adsorción a escala de laboratorio. Muestras de
azul de metileno en diferentes concentraciones

13. CARACTERIZACIÓN DEL CARBÓN
• Determinación del pH:
• Hervir 100 ml de agua destilada en un matraz Erlenmeyer con
0.1 g de carbon activado por 5 minutos.
• Diluir a 200 ml la solución y enfriar a temperatura ambiente.
• Determinación de contenido de cenizas:
• Calentar 0.1 g de carbón activado a 500 °C por 4 horas.
• Enfriar en un disecador
• Pesar muestra.

14. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
1. Impregnación
Gráfica de rendimiento de
carbón activado contra
porcentaje en peso de
ZnCl2.
Punto óptimo: 15 % de
ZnCl2.
Rendimiento de 64%.
%de
rendimiento
% en peso de
ZnCl2

15. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Se impregnaron varis
muestras de corteza a
diferentes
concentraciones de ZnCl2
• BET: 1200 g/m2 a 25 %
w/w ZnCl2.
• Langmuir: 1329 g/m2 a
15 % w/w ZnCl2
Áreasuperficial
(m2/g)
% en peso de
ZnCl2
Diámetro
(Å)

16. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Se reporta la temperatura pues juega un papel
importante en la activación del carbono.
• Las pruebas preliminares indican que a temperaturas de
500 – 600 °C por 3 horas se obtiene un carbón con un
área superficial grande.
• La cantidad de microporos y el área superficial varían
por los siguientes parámetros:
• Cantidad de agentes activadores
• Temperatura de activación
• Tiempo de reacción

17. ADSORCIÓN DE YODO Y
DECOLORIZACIÓN DE AZUL DE
METILO
• La cantidad de yodo adsorbida aumentó con la impregnación
de cloruro de zinc hasta alcanzar un máximo en 15% en peso.
• La adsorción de yodo es también un indicador del área
superficial.
• El valor del azul de metileno es un indicador de adsorción
para poros mayores a 1.5 nm de diámetro.
• La adsorción del azul de metileno aumenta con la
concentración de ZnCl2 hasta un máximo de 51 mg/g en 30 %
en peso de ZnCl2.

18. PH Y CONTENIDO DE CENIZAS
• Se midió el pH de la suspensión del carbono y el agua destilada.
• El carácter ácido del carbón puede ser debido a la presencia de un grupo
funcional ácido, como el carboxilo.
• La activación aumenta el área superficial y la basicidad de la superficie.
• La presencia de cenizas es indeseable pues afecta las propiedades
mecánicas del carbón.

19. CONCLUSIÓN
• La corteza de cajéput puede emplearse como materia prima
en la preparación de carbon activado con alta área superficial.
• El activador químico ZnCl2 ha desarrollado y creado la
porosidad del carbon activado de manera efectiva.

20. • GRACIAS POR SU ATENCIÓN