Obtención de Carbón Activado a partir del tratamiento químico de cáscaras de coco para la descontaminación in-vitro de Acetaminofén en agua
| dc.contributor.advisor | Ciro Monsalve, Yhors Alexander (Director) | |
| dc.contributor.author | Aponza Banguero, Luis Fernando | |
| dc.contributor.author | Cassiany Salgado, Karl Dionisio | |
| dc.creator.degree | Trabajo de Grado para optar al título de Químico Farmacéutico | |
| dc.date.accessioned | 2026-02-11T19:00:30Z | |
| dc.date.available | 2026-02-11T19:00:30Z | |
| dc.date.issued | 2025-11-28 | |
| dc.description | Este estudio presenta la síntesis de carbón activado a partir de cáscaras de coco mediante activación química con ácido fosfórico, como alternativa para la remoción de acetaminofén en agua. El proceso se realizó sin carbonización térmica, obteniendo materiales con rendimiento del 60,41%. Para optimizar la obtención del adsorbente, se aplicó un diseño factorial completo 2³, que permitió evaluar simultáneamente el efecto de tres variables independientes: concentración del ácido fosfórico (20% y 40%), tiempo de contacto (12 h y 24 h) y proporción ácido:precursor (4:1 y 8:1). Esta estrategia experimental facilitó la identificación de las condiciones más eficientes para la activación química. La caracterización mediante titulación de Boehm y punto de carga cero evidenció predominancia de grupos carboxílicos y fenólicos, favoreciendo mecanismos de adsorción no electrostáticos. La evaluación de la capacidad adsorbente mostró que los materiales M2 y M4 alcanzaron remociones superiores al 56% y capacidades mayores a 4.2 mg acetaminofén/g carbón, correlacionadas con su acidez superficial y bajos valores de pHpzc. El análisis estadístico confirmó diferencias significativas frente al material control, y el diseño factorial identificó la concentración del ácido fosfórico y la proporción ácido: precursor como variables clave en la eficiencia del proceso. Estos resultados posicionan al precursor impregnado con H₃PO₄ sin activación térmica de coco como una solución viable, económica y sostenible para la remoción de contaminantes emergentes. Se recomienda realizar estudios cinéticos y termodinámicos, ajustes a modelos de isotermas, pruebas piloto en matrices reales y explorar sinergias con otros materiales adsorbentes para validar su aplicación industrial y ampliar su alcance en contextos ambientales diversos. | |
| dc.description.abstract | This study presents the synthesis of activated carbon from coconut shells by chemical activation with phosphoric acid, as an alternative to the removal of acetaminophen in water. The process was conducted without thermal carbonization, yielding materials with an efficiency of 60.41%. To optimize the production of the adsorbent, a full factorial design (2³) was applied, allowing simultaneous evaluation of three independent variables: phosphoric acid concentration (20% and 40%), contact time (12 h and 24 h), and acid-to-precursor ratio (4:1 and 8:1). This experimental strategy enabled the identification of the most effective conditions for chemical activation. Characterization via Boehm titration and zero point of charge (pHpzc) revealed a predominance of carboxylic and phenolic groups, promoting non-electrostatic adsorption mechanisms. The evaluation of adsorption capacity showed that materials M2 and M4 achieved removal rates above 56% and adsorption capacities exceeding 4.2 mg of acetaminophen per gram of carbon, correlated with their surface acidity and low pHpzc values. Statistical analysis confirmed significant differences compared to the control material, and the factorial design identified phosphoric acid concentration and acid-to-precursor ratio as key variables influencing process efficiency. These results position the precursor impregnated with H PO without thermal activation of coconut as a viable, economical and sustainable solution for the removal of emerging contaminants. Further studies are recommended, including kinetic and thermodynamic analyses, adjustments to isotherm models, pilot tests in real matrices, and exploration of synergies with other adsorbent materials to validate industrial applications and expand its potential in diverse environmental contexts. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.format.extent | 32 páginas | |
| dc.identifier.citation | Aponza Banguero, L. F. & Cassiany Salgado, K. D. (2025). Obtención de Carbón Activado a partir del tratamiento químico de cáscaras de coco para la descontaminación in-vitro de Acetaminofén en agua [Tesis de pregrado, Universidad Santiago de Cali]. Repositorio Institucional USC. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/9130 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Santiago de Cali | |
| dc.publisher.faculty | Facultad de Ciencias Básicas | |
| dc.publisher.program | Química Farmacéutica | |
| dc.pubplace.city | Cali | |
| dc.pubplace.state | Valle del Cauca | |
| dc.rights.acceso | Acceso Privado | |
| dc.rights.cc | Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0) | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.source.institution | Universidad Santiago de Cali | |
| dc.subject | Carbón activado | |
| dc.subject | Coco | |
| dc.subject | Capacidad adsorción | |
| dc.subject | Acetaminofén | |
| dc.subject.keyword | Activated carbon | |
| dc.subject.keyword | Coconut | |
| dc.subject.keyword | Adsorption capacity | |
| dc.subject.keyword | Acetaminophen | |
| dc.title | Obtención de Carbón Activado a partir del tratamiento químico de cáscaras de coco para la descontaminación in-vitro de Acetaminofén en agua | |
| dc.type | Thesis | |
| dc.type.spa | Investigación |
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