Bionatura
Bionatura
Latin American Journal of Biotechnology and Life Sciences
Latin American Journal of Biotechnology and Life Sciences
Go to content
2022.07.03.33
Files > Volume 7 > Vol 7 No 3 2022

Hidróxidos Dobles Laminares (HDL) como material adsorbente en descontaminación de aguas contaminadas por colorantes azoicos
Layered Double Hydroxides (LDH) as adsorbent material in decontamination of water contaminated by azo dyes

Fredy Rodríguez 1*, Lilian Sosa 2 and Juan Domínguez-Robles 3
1   Departamento de Química, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, Universidad Nacional Autónoma de Honduras (UNAH), Tegucigalpa, Honduras; fredy.rodriguez@unah.edu.hn (F.R)
2   Grupo de Investigación en Tecnología Farmacéutica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, Universidad Nacional Autónoma de Honduras (UNAH), Tegucigalpa, Honduras. (L.S)
3   School of Pharmacy, Queen´s University Belfast, 97 Lisburn Road, Belfast BT9 7BL, UK. (J.D-R)
*  Correspondence: fredy.rodriguez@unah.edu.hn
Available from: http://dx.doi.org/10.21931/RB/2022.07.03.33

Señor editor:
 
Cada día es evidente como un recurso natural tan imprescindible para el desarrollo de la vida, como es el agua, se ve amenazado por diversos factores de contaminación; debido a diferentes procesos industriales necesarios para atender sus demandas (industria textil, alimenticia y cosmética)1 . Tal es el caso de la contaminación causada por los colorantes de tipo azoico, que son compuestos químicos nitrogenados, y que se caracterizan por la presencia de un grupo azo (-N=N-) en la molécula que une, al menos, dos anillos aromáticos. Son utilizados ampliamente en la industria textil ya que proporcionan una coloracion intensa a las telas, algunos de ellos son mencionaodos en la figura 1 (con su estructura química)2. Estos colorantes presentan como principal consecuencia la contaminación de agua obstaculizando el paso de la luz, provocando que organismos autótrofos no produzcan su alimento y de esta manera interrumpan la cadena trófica en ecosistemas acuaticos. Adicionado a esto, se aumenta la posibilidad de indicios de toxicidad ya que los colorantes azoicos pueden ser cancerígenos debido a su producto desdoblado: la bencidina. Esta sustancia induce varios tumores humanos y animales, asimismo, la reducción de la bencidina produce aminas aromáticas que afectan la salud humana, causando alergias y en animales de laboratorio se han observado efectos negativos en el hígado, riñones, sistemas inmunitario y nervioso.3,4
 
Debido a esta problematica, proponemos en esta comunicación: el uso de una técnica de remediación denominada adsorción, que consiste en la acumulación de las partículas de un soluto en dilución o de un gas en la superficie de un material solido; y que se ha convertido en una alternativa para la eliminación de colorantes en fuentes de agua, debido a su flexibilidad, simplicidad, rapidez y eficacia5. Para hacer uso de la adsorción como técnica de descontaminación de aguas por colorantes azoicos, recomendamos la utilización de los Hidróxidos Dobles Laminares (HDL) conocidos comúnmente como materiales tipo Hidrotalcitas (HT) (figura 2). Estos compuestos estan basados en una estructura laminar del mineral brucita (Mg(OH)2) en donde el Mg2+ está coordinado octaédricamente con los iones hidroxilos (OH-), en estos compuestos el catión divalente (Mg2+) es sustituido isomórficamente por un catión trivalente (Al3+), provocando un exceso de carga positiva en las láminas, que luego es compensada con aniones hidratados en el espacio interlaminar y la estructura de estos compuestos es muy variable6.
 
 


Figura 1. Algunos ejemplos de colorantes azoicos: a) (a) Naranja reactivo 107, (b) Amarillo reactivo 145, (c) Naranja reactivo 122, (d) Negro reactivo 5.2
 
 
                                     
 
Figura 2. Estructura de los Hidroxidos Dobles Laminares6.
 
 
 
A continuación en la tabla 1, resumimos los estudios más recientes encontrados en la literatura donde los autores han evidenciado la eficacia adsorbente de los colorantes azoicos mediante el uso de los HDL, estos estudios fueron realizados en condiciones de laboratorio.
 
 

 
Tabla 1. Reporte de estudios sobre el uso de HDL como material absorbente.
 
 
Como podemos observar en la tabla 1, los HDL tienen gran capacidad de adsorción por arriba del 90%. Claramente, los resultados de adsorcion se veran influenciados por el tipo de HDL utilizado, y esto podría deberse a la modificación de la composición laminar que afecta a las propiedades básicas como son: intercambio aniónico y potencial Z, que influirán probablemente en la interrelación del complejo formado. Para ello es importante estudiar más a fondo la interacción HDL-contaminate.
 
El agua es un recurso indefectible para realizar diversas actividades industriales, teniendo como resultado un gran problema de contaminación, misma que se incrementa día con día y que genera grandes volúmenes de agua residual que requieren ser tratados antes de su disposición final, siendo los HDL una gran alternativa para tal fin. En vista a lo anteriormente expuesto, concluimos que el uso de los HDL evidencidos en la literatura presentan muy buenos resultados como material adsorbente, debido a su elevado porcentaje de adsorción, al tiempo relativamente bajo en realizar el proceso y a la inocuidad con el ambiente del complejo contaminante-HDL formado, logrando una considerable reducción de colorantes de tipo azoico, generando una respuesta sencilla y económica en comparación con otras técnicas de remediación, esto debido a su elevada versatilidad y elevada capacidad de incorporar diferentes cationes tri y tetravalentes en sus laminas, así como la modificación de sus aniones hidratados en el espacio interlaminar. Se recomiendan más estudios en los que se utilicen HDL con combinaciones terciaria y cuaternarias de metales en sus laminas y más diversidad de aniones en el espacio interlaminar que evidencien la capacidad de adsorción y la mejora de los parametros en el proceso, ademas de poner interés particular en el mecanismo de adsorción de estos contaminantes en los HDL para el tratamiento de la descontaminación de las aguas.
 
 
Author Contributions: Conceptualization, F.R.; resources, F.R, L.S, J.D-R.; writing—original draft preparation, F.R.; writing—review and editing, L.S.
 
Acknowledgments: agradecemos a la Dirección de Investigación Científica, Humanística y Tecnológica (DICIHT) por abrir el espacio para esta publicación.
 
Conflicts of Interest: No existen conflictos de intereses entre los autores.
 
 
 
REFERENCIAS

 
1. Kim, G.; Igunnu, E. T.;Chen, G. Z. A sunlight assisted dual purpose photoelectrochemical cell for low voltage removal of heavy metals and organic pollutants in wastewater. Chem. Eng. J., 2014, 244, 411–421.
 
2. Valladares-Cisneros, MG.; Valerio-Cárdenas, C.; de la Cruz-Burelo, P.; Melgoza-Alemán, R.M. Adsorbentes no-convencionales, alternativas sustentables para el tratamiento de aguas residuales. Rev. ing. univ. Medellín., 2017,16 (31), 55-73.
 
3. Golka, K.; Kopps, S.; Myslak, Z.W. Carcinogenicity of azo colorants: influence of solubility and bioavailability. Toxicol Lett., 2004,151(1):203-10.
 
4. Chung, K. T. Azo dyes and human health: A review. J. Environ. Sci. Heal. - Part C Environ. Carcinog. Ecotoxicol. Rev., 2016, 34, 233–261.
 
5. Mohammad, N.; Najafi, F.; Khorramfar, S. Synthesis , characterization and dye removal ability of high capacity polymeric adsorbent : Polyaminoimide homopolymer. J. Hazard. Mater., 2011, 198, 87–94.
 
6. Bi, X.; Zhang, H.; Dou, L. Layered Double Hydroxide-Based Nanocarriers for Drug Delivery. Pharmaceutics, 2014, 6, 298-332.
 
7. Darmograi, G. et al. Study of Adsorption and Intercalation of Orange-Type Dyes into Mg-Al Layered Double Hydroxide. J. Phys. Chem. C.,2015, 119, 23388–23397.
 
8. Abdellaoui, K.; Pavlovic, I.; Barriga, C. Nanohybrid Layered Double Hydroxides Used to Remove Several Dyes from Water. ChemEngineering., 2019, 1–16.
 
9. Hidayati, N.; Apriliani, D.R.; Taher, T.; Mohadi, R.; Elfita.; Lesbani A. Adsorption of congo red using Mg/Fe and Ni/Fe layered double hydroxides. J. Phys. Conf. Ser.,2019, 1282, 0–7.
 
10. Lin, J.; Zhang, Y.; Zhang, Q.; Shang, J.; Deng, F. Enhanced adsorption properties of organic ZnCr-LDH synthesized by soft template method for anionic dyes. Environ. Sci. Pollut. Res., 2021, 28, 48236–48252.
 
11. Lam, V. T.; T. Dao, T.; Nguyen, H.; Thi Cam Nguyen D.; T.N.Le H.; T.T. Nguyen et al. Process optimization studies of congo red dye adsorption onto magnesium aluminium layered double hydroxide using response surface methodology. Polish J. Environ. Stud., 2021, 30, 679–687.
 

 
Received: 21 March 2022 / Accepted: 27 july 2022 / Published:15 Agoust 2022
 
Citation: Rodríguez F, Sosa , Domínguez-Robles J. Hidróxidos Dobles Laminares (HDL) como material adsorbente en descontaminación de aguas contaminadas por colorantes azoicos. Revis Bionatura 2022;7(3) 33. http://dx.doi.org/10.21931/RB/2022.07.03.33
Back to content