La alúmina activada se fabrica a partir de hidróxido de aluminio deshidroxilándolo de una manera que produce un material altamente poroso; este material puede tener una superficie significativamente superior a 200 m 2 /g. El compuesto se utiliza como desecante (para mantener las cosas secas mediante la adsorción de agua del aire) y como filtro de fluoruro , arsénico y selenio en el agua potable . Está hecho de óxido de aluminio (alúmina; Al 2 O 3 ). Tiene una relación superficie-peso muy alta, debido a los muchos poros "tipo túnel" que tiene. La alúmina activada en su composición de fases puede representarse solo por formas metaestables (gamma-Al 2 O 3 etc.). El corindón (alfa-Al 2 O 3 ), la única forma estable de óxido de aluminio, no tiene una superficie químicamente activa y no se utiliza como absorbente.
La alúmina activada se utiliza para una amplia gama de aplicaciones de adsorbentes y catalizadores, incluida la adsorción de catalizadores en la producción de polietileno, en la producción de peróxido de hidrógeno , como adsorbente selectivo para muchos productos químicos, incluido el arsénico y el fluoruro , en la eliminación de azufre de corrientes de fluidos (proceso de catalizador Claus).
Se utiliza como desecante y funciona mediante un proceso llamado adsorción . El agua del aire se adhiere a la alúmina entre los pequeños conductos a medida que el aire pasa por ellos. Las moléculas de agua quedan atrapadas, de modo que el aire se seca a medida que pasa por el filtro. Este proceso es reversible. Si el desecante de alúmina se calienta a ~200 °C, liberará el agua atrapada. Este proceso se llama regeneración del desecante.
La alúmina activada también se utiliza ampliamente para eliminar el flúor del agua potable. En los EE. UU., existen programas generalizados para fluorar el agua potable. Sin embargo, en ciertas regiones, como la región de Rajastán en la India, hay suficiente flúor en el agua como para causar fluorosis . Un estudio de la Escuela de Salud Pública de Harvard descubrió que la exposición a altos niveles de flúor durante la infancia se correlacionaba con un coeficiente intelectual más bajo. [1]
Los filtros de alúmina activada pueden reducir fácilmente los niveles de fluoruro de 10 ppm a menos de 1 ppm. La cantidad de fluoruro que se filtra del agua que se filtra depende de cuánto tiempo el agua está en contacto con el medio filtrante de alúmina. Básicamente, cuanto más alúmina haya en el filtro, menos fluoruro habrá en el agua filtrada final. El agua a menor temperatura y con un pH más bajo (agua ácida) también se filtra de manera más eficaz. El pH ideal para el tratamiento es 5,5, lo que permite una tasa de eliminación de hasta el 95 %.
Según las investigaciones realizadas por VKChhabra, químico jefe (retirado) de PHED Rajasthan, la alúmina activada, cuando se utiliza como filtro de fluoruro, en condiciones de campo se puede regenerar mejor con una solución de lejía ( hidróxido de sodio ; NaOH) y ácido sulfúrico ( H2SO4 ) .
La capacidad de absorción de fluoruro (FUC) de la alúmina activada comercial puede alcanzar los 700 mg/kg. La FUC mediante el método de VK Chhabra se puede determinar de la siguiente manera:
Solución de fluoruro: disolver 22,1 g de NaF anhidro en agua destilada y diluir hasta 1000 mL. 1 mL = 10 mg de fluoruro. 10 mL/L = 100 mg/L de fluoruro.
Procedimiento:
A un litro de agua destilada simulada que contiene 100 mg/L de fluoruro, agite a 100 rpm utilizando la máquina de prueba de jarra. Agregue 10 g del AA en prueba. Después de una hora, apague la máquina y extraiga la solución. Después de 5 minutos, decante con cuidado la solución sobrenadante y determine el fluoruro. Calcule la diferencia entre la concentración de fluoruro del agua original y la del agua tratada. Multiplique la diferencia por 100 para obtener la capacidad de absorción de fluoruro del AA en mg/kg.
En aplicaciones de alto vacío , se utiliza alúmina activada como material de carga en las trampas de la línea delantera para evitar que el aceite generado por las bombas de paletas rotativas retroceda hacia el sistema. [2] Un deflector de alúmina activada también puede reemplazar la trampa refrigerada que a menudo se requiere para las bombas de difusión, aunque esto rara vez se utiliza. [3]
Sus propiedades mecánicas y su no reactividad en el medio biológico le permiten ser un material adecuado para cubrir superficies en fricción en prótesis corporales (por ejemplo prótesis de cadera u hombro).
Desfluoración
La desfluoración es el ajuste descendente del nivel de flúor en el agua potable. El proceso de alúmina activada es uno de los métodos de adsorción más utilizados para la desfluoración del agua potable. [4]