Biosorción de verde malaquita en soluciones acuosas con alga roja Gracilaria sp. estudios cinéticos, equilibrio y termodinámicos

Autores/as

  • Ildefonso Baldiris-Navarro Universidad de Cartagena
  • Maicol Ahumedo-Monterrosa Universidad de Cartagena
  • Lesly Tejeda-Benítez Universidad de Cartagena
  • Ángel Gonzales-Delgado Universidad de Cartagena
  • Leonor Cervantes-Ceballos Universidad de Cartagena

Palabras clave:

verde malaquita, biosorción, Gracilaria sp, isoterma, cinética

Resumen

Los colorantes y pigmentos, como la verde malaquita (MG) y otros, se utilizan ampliamente en diversas industrias, incluidas las farmacéuticas, textiles, papel, etc. Sin embargo, los colorantes sintéticos son tóxicos, cancerígenos y mutagénicos, lo que supone riesgos significativos para la salud humana. Por lo tanto, la eliminación de los colorantes debería ser necesaria antes de desechar las aguas residuales en las fuentes de agua. En este trabajo, se recolectó el alga roja Gracilaria sp. y se aplicó como biosorbente para la eliminación de MG de soluciones sintéticas. Se utilizó un espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), un microscopio electrónico de barrido (SEM) acoplado con rayos X de energía dispersiva (EDAX) para caracterizar la morfología y la estructura de las algas prístinas y dopadas. Los grupos funcionales de Gracilaria sp. responsables de la adsorción de MG en las algas rojas se confirmaron mediante FTIR. Las micrografías SEM mostraron morfologías superficiales homogéneas y porosas de las partículas adsorbentes. Se estudiaron los efectos del pH (2,5 – 9,5), la dosis de adsorbente (0,1 – 2 g/L), la concentración inicial de adsorbato (10 – 200 mg/L) y el tiempo de contacto (0 – 120 min) sobre la adsorción. Los resultados indicaron que el pH óptimo es 8,5 y la dosis de biomasa es 0,7 g. Los datos experimentales de equilibrio se han evaluado utilizando las formas linealizadas de isotermas y se encontró que Freundlich proporciona la mejor correlación teórica. Los datos cinéticos se analizaron utilizando modelos de pseudo primer orden, pseudo segundo orden y difusión intrapartícula. El proceso de biosorción siguió una cinética de pseudo segundo orden. Los datos experimentales sugirieron que la biomasa de Gracilaria sp. es un biosorbente prometedor para la eliminación de MG de soluciones acuosas.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Referencias bibliográficas

Adesina, K., Adewale, I., Solomon, O., Adeyemi, M., & Wendy, N. (2022). Modification of cellulosic material for rapid dyeability with malachite green dye. Scientific African, 16. https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2022.e01138

Ahammad, M., Yusop, A., Mohd Din, A., & Ahmad, A. (2021). Preparation of Alpinia galanga stem-based activated carbon via single-step microwave irradiation for cationic dye removal. Sains Malaysiana, 50(8), 2251–2269. https://doi.org/10.17576/jsm-2021-5008-10

Ahmad, R., & Kumar, R. (2010). Adsorption studies of hazardous malachite green onto treated ginger waste. Journal of Environmental Management, 91, 1032–1038. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2009.12.016

Bağda, E., Tuzen, M., & Sari, A. (2017). Equilibrium, thermodynamic and kinetic investigations for biosorption of uranium with green algae (Cladophora hutchinsiae). Journal of Environmental Radioactivity, 176, 7–14. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.04.004

Buvaneswari, K., & Singanan, M. (2021). Removal of malachite green dye in synthetic wastewater using Zingiber officinale plant leaves biocarbon. Materials Today: Proceedings, 55(2). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.07.137

Camacho-Oviedo, H., Campos-Nuñez, D., Mercado-Martínez, I., & Cubillan-Acosta, N. (2020). Use of potato peels (Solanum tuberosum L.) in the clarification of the water of the Ciénaga de Malambo. Investigación e Innovación en Ingenierías, 8, 101–111. https://doi.org/10.17081/invinno.8.1.3572

Chieng, H., Lim, I., & Priyantha, N. (2015). Enhancing adsorption capacity of toxic malachite green dye through chemically modified breadnut peel. Environmental Technology, 36, 86–97. https://doi.org/10.1080/09593330.2014.938124

Dahri, M., Kooh, M., & Lim, L. (2014). Water remediation using low-cost adsorbent walnut shell for removal of malachite green. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2, 1434–1444. https://doi.org/10.1016/j.jece.2014.07.008

Daneshvar, E., Vazirzadeh, A., Niazi, A., Sillanpää, M., & Bhatnagar, A. (2017). A comparative study of methylene blue biosorption using different modified macroalgae. Chemical Engineering Journal, 307, 435–446. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.08.093

Dixit, U., Singh, K., Mohan, S., Singh, A. K., & Kumar, A. (2023). Surface activity, mechanisms, kinetics, and thermodynamic study of adsorption of malachite green dye onto sulfuric acid–functionalized Moringa oleifera leaves. Environmental Monitoring and Assessment, 196(1), Article 78. https://doi.org/10.1007/s10661-023-12234-1

El-Zahhar, A. A., & Awwad, N. S. (2016). Removal of malachite green dye from aqueous solutions using organically modified hydroxyapatite. Journal of Environmental Chemical Engineering, 4(1), 633–638. https://doi.org/10.1016/j.jece.2015.12.014

Gündüz, F., & Bayrak, B. (2017). Biosorption of malachite green from an aqueous solution using pomegranate peel. Journal of Molecular Liquids, 243, 790–798. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.08.095

Hajialigol, S., & Masoum, S. (2019). Optimization of biosorption potential of nano biomass derived from walnut shell for the removal of malachite green. Journal of Molecular Liquids, 286. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.110904

Jeon, C. (2018). Adsorption behavior of cadmium ions from aqueous solution using pen shells. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 58, 57–63. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2017.09.007

Keshtkar, A., Moosavian, A., Sohbatzadeh, H., & Mofras, M. (2019). La(III) and Ce(III) biosorption on sulfur functionalized marine algae Cystoseira indica. Groundwater for Sustainable Development, 8, 144–155. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2018.10.005

Khans, T., Harma, S., & Ali, I. (2011). Adsorption of Rhodamine B dye using acid activated Mangifera indica leaf powder. Journal of Toxicology and Environmental Health Sciences, 3, 286–297.

Krihna, T., Gowrishandar, B., Chandra, M., Kruthi, M., & Hari, R. (2018). Studies on batch adsorptive removal of malachite green from synthetic wastewater using acid treated coffee husk. Microchemical Journal, 146, 192–201. https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.12.067

Kumar, K., Prasad, M., Baburao, G., Sudhakar, M., Sivajyothi, J., Sathish, T., & Murthy, C. A. (2018). Sargassum cinereum biomass for removal of Pb(II). Desalination and Water Treatment, 116, 179–186. https://doi.org/10.5004/dwt.2018.22544

Lebron, Y., Moreira, V., & Santos, L. (2019). Dye biosorption enhancement by chemically modified algae. Journal of Cleaner Production, 240. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118197

Lebron, Y., Moreira, V., Santos, L., & Jacob, R. (2018). Remediation of methylene blue using Chlorella pyrenoidosa. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 6680–6690. https://doi.org/10.1016/j.jece.10.025

Mahadevan, H., Nimina, P. V. M., & Krishnan, K. A. (2022). Removal of malachite green from estuarine waters using Pistacia vera L. shell-based carbon. Sustainable Water Resources Management, 8(1), 38. https://doi.org/10.1007/s40899-022-00612-5

Mukherjee, H., & Mukherjee, S. (2021). Sequestration of brilliant green dye by coriander leaf. Trends in Sciences, 19(7). https://doi.org/10.48048/tis.2022.3070

Murthy, T. K., Gowrishankar, B. S., Prabha, M. C., Kruthi, M., & Krishna, R. H. (2019). Adsorptive removal of malachite green from synthetic wastewater. Microchemical Journal, 146, 192–201. https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.12.067

Nath, J., & Ray, L. (2015). Biosorption of malachite green using Bacillus cereus. Journal of Environmental Chemical Engineering, 3(1), 386–394. https://doi.org/10.1016/j.jece.2014.12.022

Nautiyal, P., Subramanian, K. A., & Dastidar, M. G. (2016). Adsorptive removal of dye using biochar. Journal of Environmental Management, 182, 187–197. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.07.063

Nithya, N., Sathish, A., Pradeep, K., & Kiran, S. (2019). Chromium adsorption using Spirulina platensis. Journal of Environmental Chemical Engineering, 7. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103273

Pandeya, D., Daverey, A., Dutta, K., & Arunachalam, K. (2022). Bioremoval of toxic malachite green. Chemosphere, 297. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.134126

Rangabhashiyam, S., & Balasubramanian, P. (2018). Novel biosorbents prepared from fruit shells. Bioresource Technology Reports, 3, 75–81. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2018.06.004

Reck, I., Paixao, R., Bergamasco, R., Fernandes, M., & Salcedo, A. (2018). Removal of tartrazine using carbon-based adsorbents. Journal of Cleaner Production, 71, 85–97. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.09.237

Sayadi, M., Rashki, O., & Shahri, E. (2019). Application of modified Spirulina platensis and Chlorella vulgaris. Journal of Environmental Chemical Engineering, 7. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103169

Selvakumar, A., & Rangabhashiyam, S. (2019). Biosorption of Rhodamine B using macroalgae. Environmental Pollution, 255. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113291

Sun, W., & Wang, Y. (2019). Biosorption of Direct Fast Scarlet 4BS. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 223. https://doi.org/10.1016/j.saa.2019.117347

Tabaraki, R., & Heidarizadi, E. (2018). Simultaneous biosorption of arsenic. Ecotoxicology and Environmental Safety, 166, 35–41. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.09.063

Tsai, W., & Chen, H. (2010). Removal of malachite green using Chlorella-based biomass. Journal of Hazardous Materials, 175, 844–849.

Ungureanu, G., Santos, S., Volf, I., Boaventura, R., & Botelho, C. (2018). Biosorption of antimony by brown algae. Environmental Engineering and Management Journal, 14, 455–463. https://doi.org/10.30638/eemj.2015.047

Varol, M. (2020). Spatio-temporal changes in surface water quality of a reservoir. Environmental Pollution, 259, 113860. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113860

Yildirim, A., & Bulut, Y. (2020). Adsorption behaviors of malachite green using composite chitosan/bentonite materials. Environmental Technology & Innovation, 17. https://doi.org/10.1016/j.eti.2019.100560

Zaidi, N., Lim, L., & Usman, A. (2019). Enhancing adsorption of malachite green using Artocarpus odoratissimus leaves. Environmental Technology & Innovation, 13, 211–223. https://doi.org/10.1016/j.eti.2018.12.002

Zaoui, F., Zohra, F., & Hakem, A. (2022). Malachite green dye removal using clay–chitosan composites. Materials Today: Proceedings, 49, 1105–1111. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.487

Descargas

Publicado

2025-07-30

Cómo citar

Baldiris-Navarro, I., Ahumedo-Monterrosa, M., Tejeda-Benítez, L., Gonzales-Delgado, Ángel, & Cervantes-Ceballos, L. (2025). Biosorción de verde malaquita en soluciones acuosas con alga roja Gracilaria sp. estudios cinéticos, equilibrio y termodinámicos. Teknos Revista científica, 25(1), 22–33. Recuperado a partir de https://www.revistas-tecnologicocomfenalco.info/index.php/teknos/article/view/1106
QR Code
Estadísticas de artículo
Vistas de resúmenes
Vistas de PDF
Descargas de PDF
Vistas de HTML
Otras vistas

Algunos artículos similares: