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El objetivo principal de esta investigación es desarrollar carbones activados a partir de cáscara de almendra para la adsorción y recuperación de dos compuestos orgánicos volátiles, tolueno y n-hexano, en baja concentración en corrientes de gas. Se ha optimizado la metodología se obtención de los carbones activados a partir de cáscara de almendra mediante activación química con H3PO4, a partir de un diseño experimental simplex, con las siguientes variables: temperatura de activación, tiempo de activación, ratio de impregnación y dos atmosferas de activación, inerte y oxidante. Los carbones activados obtenidos poseen altas áreas específicas (mayores de 1100 m2/g en muchos casos) y una gran cantidad de grupos funcionales oxigenados ácidos. Se ha aplicado la metodología de superficies de respuesta que permite optimizar las condiciones de preparación de los carbones activados para maximizar diferentes características de los mismos, y por tanto la obtención de carbones activados “a medida” para aplicaciones concretas. Las isotermas de adsorción de tolueno y n-hexano han permitido obtener las capacidades máximas de adsorción, resultando superiores al 60% en peso para el tolueno y superiores al 40% en peso para el n-hexano. Mediante adsorciones dinámicas en lecho fijo a bajas concentraciones (500 y 1000 ppm). Las capacidades de adsorción obtenidas son mayores del 20% en peso para tolueno y superiores al 10% en peso para n-hexano, esta diferencia se debe principalmente a la mayor presión relativa equivalente del tolueno obtenida en modo estático. Mediante adsorciones dinámicas de ambos compuestos en presencia de vapor de agua (3%) se ha comprobado que el vapor de agua reduce las capacidades de adsorción obtenidas, indicando que se establece una competencia entre ambos adsorbatos. Las reducciones en la capacidad de adsorción son mayores para n-hexano, debido a su menor afinidad con el carbón y a las propiedades del compuesto. Se han realizado experimentos de adsorción de mezclas multicomponente de tolueno y n-hexano en ausencia y presencia de vapor de agua, con una concentración inicial de 250 ppm de cada compuesto y, en su caso, 3% de vapor de agua. Las curvas de ruptura de la mezcla en ausencia de humedad muestran un desplazamiento del n-hexano adsorbido por parte del tolueno, denominado efecto roll-up, debido a la mayor afinidad del tolueno con la superficie del carbón y su menor volatilidad. En presencia de vapor de agua se mantiene este efecto y la capacidad de adsorción de la mezcla disminuye. Se han realizado ciclos de adsorción-desorción en modo estático de los carbones activados y las capacidades de adsorción de tolueno y n-hexano se mantienen. Simulando una aplicación práctica, se han realizado ciclos de adsorción en modo dinámico a 25ºC y desorción a 150ºC para tolueno, n-hexano y su mezcla, manteniéndose las capacidades de adsorción a lo largo de varios ciclos, por lo que resultan aptos para su aplicación industrial. La consecución de este trabajo permite la elección de las condiciones de preparación de los carbones activados, obtenidos a partir de cáscara de almendra, maximizando una característica determinada de los mismos o una combinación de características apropiada para su uso final, en el caso presente, la adsorción de tolueno y n-hexano.

El objetivo principal de esta investigación es desarrollar carbones activados a partir de cáscara de almendra para la adsorción y recuperación de dos compuestos orgánicos volátiles, tolueno y n-hexano, en baja concentración en corrientes de gas. Se ha optimizado la metodología se obtención de los carbones activados a partir de cáscara de almendra mediante activación química con H3PO4, a partir de un diseño experimental simplex, con las siguientes variables: temperatura de activación, tiempo de activación, ratio de impregnación y dos atmosferas de activación, inerte y oxidante. Los carbones activados obtenidos poseen altas áreas específicas (mayores de 1100 m2/g en muchos casos) y una gran cantidad de grupos funcionales oxigenados ácidos. Se ha aplicado la metodología de superficies de respuesta que permite optimizar las condiciones de preparación de los carbones activados para maximizar diferentes características de los mismos, y por tanto la obtención de carbones activados “a medida” para aplicaciones concretas. Las isotermas de adsorción de tolueno y n-hexano han permitido obtener las capacidades máximas de adsorción, resultando superiores al 60% en peso para el tolueno y superiores al 40% en peso para el n-hexano. Mediante adsorciones dinámicas en lecho fijo a bajas concentraciones (500 y 1000 ppm). Las capacidades de adsorción obtenidas son mayores del 20% en peso para tolueno y superiores al 10% en peso para n-hexano, esta diferencia se debe principalmente a la mayor presión relativa equivalente del tolueno obtenida en modo estático. Mediante adsorciones dinámicas de ambos compuestos en presencia de vapor de agua (3%) se ha comprobado que el vapor de agua reduce las capacidades de adsorción obtenidas, indicando que se establece una competencia entre ambos adsorbatos. Las reducciones en la capacidad de adsorción son mayores para n-hexano, debido a su menor afinidad con el carbón y a las propiedades del compuesto. Se han realizado experimentos de adsorción de mezclas multicomponente de tolueno y n-hexano en ausencia y presencia de vapor de agua, con una concentración inicial de 250 ppm de cada compuesto y, en su caso, 3% de vapor de agua. Las curvas de ruptura de la mezcla en ausencia de humedad muestran un desplazamiento del n-hexano adsorbido por parte del tolueno, denominado efecto roll-up, debido a la mayor afinidad del tolueno con la superficie del carbón y su menor volatilidad. En presencia de vapor de agua se mantiene este efecto y la capacidad de adsorción de la mezcla disminuye. Se han realizado ciclos de adsorción-desorción en modo estático de los carbones activados y las capacidades de adsorción de tolueno y n-hexano se mantienen. Simulando una aplicación práctica, se han realizado ciclos de adsorción en modo dinámico a 25ºC y desorción a 150ºC para tolueno, n-hexano y su mezcla, manteniéndose las capacidades de adsorción a lo largo de varios ciclos, por lo que resultan aptos para su aplicación industrial. La consecución de este trabajo permite la elección de las condiciones de preparación de los carbones activados, obtenidos a partir de cáscara de almendra, maximizando una característica determinada de los mismos o una combinación de características apropiada para su uso final, en el caso presente, la adsorción de tolueno y n-hexano.