Volumen II - SAM

El análisis de Difracción por rayos X (DRX) de las arcillas modificadas, reportó un significativo aumento en
el espaciado basal si se compara con la arcilla natural, alcanzando valores del orden de 35 A. Los
difractogramas se muestran en la Figura 1.
El desplazamiento del pico característico de la arcilla natural (13.1582 A), se atribuye al efecto de la sal de
amonio sobre la espacio interlaminar, dando lugar a diferentes niveles de desplazamiento basal durante la
modificación. En las muestras A3, A4 y A6 como lo insinúan sus difractogramas, posiblemente la variación
en el espaciamiento interlaminar en estas muestras, obedece la orientación de la molécula de sal de amonio
entre las láminas de arcilla al momento del proceso de modificación.
La muestra de arcilla A3, presentó un mayor espaciamiento basal alcanzando 35,3381 A, para un ángulo de
difracción 2Ө igual a 2.5, aumentando en 22,1799 Angstrom su espaciado basal original. El incremento del
espaciado interlaminar se presentó en las 6 muestras analizadas, alcanzando mayores valores para las
muestras A3, A4, A5 y A6. Las muestras A1 y A2, que son las muestras con menores porcentajes de sal de
amonio en el proceso de modificación orgánica, no se presentaron aumentos en el espaciado basal superiores
a 1 A, por lo que hace suponer que las muestras A1 y A2, aún conservan el carácter hidrofílico y
organofóbico de la arcilla natural [10, 11]. Este supuesto se confirmará al momento del contacto entre la
arcilla modificada con la fase oleosa de las mezclas. Es de esperarse que el aumento en el espaciamiento
interlaminar de la arcilla, contribuya a una mayor remoción de aceite al momento de aplicarla en las mezclas
aceite de palma-agua.
En el análisis por Espectroscopia de Infrarrojo la muestra de arcilla natural, muestra señales a 3620 cm -1
(vibraciones de grupos OH estructurales), 3437 cm -1 (vibración característica de las arcillas que se agrupan
como montmorillonitas), 1610 cm -1 (agua interlaminar H-O-H), 2432 cm -1 (trazas de CO2), 1030 cm -1 y 770
cm -1 (vibraciones de estiramiento Si-O), 680 cm -1 (cuarzo) y señales a 523 cm -1 (correspondientes a
vibraciones Si-O-Al). En los espectros de las arcillas modificadas se presentan nuevos picos entre 2930 cm -1
a 2870 cm -1 , atribuidos posiblemente a los enlaces C-H y a tensiones hidroxílcas. Así mismo, se observa el
aumento de la tensión del grupo NH 2+ representado en el pico a 1640 cm -1 , a la vez que a 1466 cm - 1 se revela
un ligero pronunciamiento atribuido a las tensiones debidas a los grupos Si-O. Los Espectros tanto para la
muestra natural como modificada se muestran a la Figura 2.
Los valores de Capacidad de intercambio catiónico CIC de las arcillas modificadas, A3, A4, A5 y A6,
oscilaron entre 7.2 y 9.8 meq/100g, lo que indica un significativo reemplazo interlaminar de los cationes de
cambio de la arcilla, por los cationes de la amina protonada, resultado que concuerda con lo observado en el
análisis de Difracción de Rayos X, y que se refleja en el aumento de la distancia interlaminar de la arcilla
modificada. Por otra parte, las medidas de potencial zeta de la arcilla modificada a diferentes porcentajes de
amina cuaternaria como agente modificador, se evaluaron en el rango de pH de 2 a 10, obteniéndose para las
muestras A3 a A6 valores de potencial zeta positivos para pH cercanos a 2. Este comportamiento a
intervalos de pH entre 8 y 9, sugiriendo la existencia de un punto isoeléctrico en este rango de pH. El pH
inicial de las muestras estuvo siempre por el orden de 6.0 a 7.2.
3.3 Aplicación de la arcilla a la remoción de aceite
Las muestras de arcilla modificada fueron aplicadas en la remoción de aceite presente en mezclas aceite/agua
agua con diferentes concentraciones de aceite, comprendidas entre los 4,6 g/l y 13,8 g/l (gramo de aceite por
litro de mezcla). La densidad del aceite de palma usado en mezclas sintéticas fue de 0.9 g/cm 3 .
Pruebas preliminares reportaron que la relación de arcilla modificada/aceite removido que presenta mayores
porcentajes de remoción con un mayor ahorro de arcilla es 0.4 g /ml (gramos de arcilla requeridos por
mililitro de aceite). Utilizando de esta relación, se probó el efecto removedor de aceite de cada una de las
muestras de arcilla modificada. Los resultados se presentan en la Figura 3.
Como se puede observar, la remoción de aceite con arcilla natural es nula, lo cual es atribuido al carácter
organofóbico. Así mismo, Las muestras A1 y A2, reportaron remociones de tan solo 2,3% y 2,7% en peso,
lo cual indica que la concentración de agente modificador empleado en estas muestras no fue suficiente para
invertir el carácter hidrofílico de la arcilla natural a hidrofóbica. Este resultado es coherente con el análisis
de DRX, en el que no se reportaron sustanciales cambios en el espaciado basal de la arcilla, por lo cual se
descartarían estas muestras para posibles aplicaciones en la remoción de sustancias oleosas. De las restantes
muestras de arcilla, la que reporta un mayor porcentaje de remoción es la arcilla A3, que también es la
muestra que reportó mayor espaciado basal luego del proceso de modificación con sales orgánicas. Es
además la muestra que menor porcentaje de agente modificador requiere para lograr altas remociones de
aceite, en comparación con las demás muestras (A4, A5 y A6) que reportaron porcentajes similares de
remoción de aceite.
1112