Evaluación de Zeolita ZSM-5 Impregnada con Nanopartículas de Magnetita para Remoción de Mercurio

• Naranjo, Juan ^[1] ; Sánchez, Hugo ^[1] ; Palmay, Paul ^[1]
  1. [1] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias, Riobamba, Ecuador
• Localización: Revista Politécnica, ISSN-e 2477-8990, Vol. 56, Nº. 1, 2025 (Ejemplar dedicado a: Revista Politécnica), págs. 71-82
• Idioma: español
• DOI: 10.33333/rp.vol56n1.06
• Títulos paralelos:
  • Evaluation of ZSM-5 Zeolite Impregnated with Magnetite NPs for Mercury removal
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• Resumen
  • español

    La gestión inadecuada del mercurio (Hg) en la extracción de oro ha generado una crisis ambiental y sanitaria en el sur de Ecuador, afectando tanto a ecosistemas como a comunidades locales. Este metal tóxico y no biodegradable trasciende fronteras, lo que impacta incluso a regiones vecinas, y pone de relieve la urgente necesidad de implementar soluciones para mitigar sus efectos. En este estudio, abordamos esta problemática mediante la síntesis de materiales avanzados para la remoción de mercurio en agua. Se empleó el método de coprecipitación bottom-up para producir nanopartículas de óxidos de hierro, que fueron impregnadas in situ en una matriz de Zeolita ZSM-5 durante la reacción química. La caracterización de los materiales se realizó mediante espectroscopía infrarroja (FT-IR) y microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS). La capacidad de adsorción de mercurio fue evaluada al variar la carga de magnetita soportada y el tiempo de contacto con agua de muestra con concentraciones controladas de mercurio. Los resultados mostraron que la impregnación de nanopartículas mejora considerablemente las propiedades adsorbentes de la zeolita. Además, se determinó la dosificación y el tiempo óptimos para maximizar la remoción del metal y minimizar el riesgo de desorción. De esta forma, se determinó que integrar nanopartículas de magnetita en zeolitas ZSM-5 mejora significativamente la capacidad de adsorción de mercurio. Esta estrategia se presenta como una solución eficiente y prometedora para reducir la contaminación por mercurio en áreas afectadas por la minería.

  • English

    The unregulated management of mercury (Hg) in gold extraction has caused an environmental and health crisis in the southern region of Ecuador, affecting both ecosystems and local communities. This toxic and non-biodegradable metal transcends borders, which affects even neighboring regions, and highlights the urgent need to implement solutions to mitigate its effects. In this study, we address this issue through the synthesis of advanced materials for mercury removal from water. The bottom-up coprecipitation method was used to produce magnetite nanoparticles, which were impregnated in situ into a ZSM-5 zeolite matrix during the chemical reaction. The materials were characterized by using infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM-EDS), among other techniques. The mercury adsorption capacity was evaluated by varying the magnetite loading and contact time with mercury-spiked water samples. The results showed that nanoparticle impregnation significantly improved the adsorptive properties of zeolite. Additionally, the optimal dosage and contact time were determined to maximize metal removal and minimize the risk of desorption. Thus, it was concluded that integrating magnetite nanoparticles into ZSM-5 zeolites significantly enhances mercury adsorption capacity. This strategy presents an efficient and promising solution to reduce mercury contamination in mining-affected areas.

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