Síntesis de materiales de carbono poroso/óxido de hierro dopados con N de alta área superficial y diferentes propiedades mediante un método de autoensamblaje sin disolventes y en un solo paso; Adsorción efectiva de colorantes aniónicos y catiónicos.

Este estudio presenta el desarrollo de compuestos de carbono poroso/óxido de hierro dopados con N de altas áreas superficiales, diseñados para la eliminación efectiva de contaminantes orgánicos de soluciones acuosas. Utilizando un método de autoensamblaje sin disolventes en un solo paso y respetuoso con el medio ambiente, los materiales fueron sintetizados a temperaturas que varían de 500°C a 900°C, utilizando dimetilglioxima (DMG) como fuente de carbono/nitrógeno y FeCl 3 como agente complejante y activador. La caracterización mediante análisis de XRD, SEM-EDS, FTIR, VSM, XPS y BET mostró que aumentar la temperatura de carbonización alteró y mejoró significativamente las propiedades texturales de los compuestos. FeDMG800 y FeDMG900 demostraron estructuras porosas jerárquicas óptimas, altas áreas superficiales (829 y 978 m2/g, respectivamente) y volúmenes de poro superiores. Además, la cinética de adsorción siguió el modelo de pseudo-orden dos de manera óptima tanto para el azul de metileno como para el naranja de metilo, demostrando que la adsorción química es el paso limitante por la velocidad. Los datos de isoterma se ajustaron a los modelos de Langmuir y Freundlich, sugiriendo un mecanismo complejo de adsorción en monocapa y multicapa en superficies heterogéneas. FeDMG800 y FeDMG900 lograron capacidades máximas excepcionales de 1099.66 mg/g para MB y 591.72 mg/g para MO. El análisis termodinámico de FeDMG700 reveló adsorción espontánea, endotérmica, con aumento de la entropía para ambos colorantes, confirmando la fisiosorción. Estas propiedades posicionan a los compuestos FeDMG como adsorbentes versátiles y altamente eficientes para la eliminación de colorantes en el tratamiento de aguas residuales. • Se utilizó un método de autoensamblaje sin disolventes, en un solo paso y respetuoso con el medio ambiente para desarrollar compuestos de carbono poroso/óxido de hierro dopados con N. • Se obtuvo un área superficial BET alta de 978 m2/g para FeDMG900 con una estructura porosa bien desarrollada. • FeDMG900 mostró capacidades de adsorción máximas superiores de 1099.66 mg/g para MB y 591.72 mg/g para MO. • La adsorción sigue un modelo de segundo orden denominado y es endotérmica, espontánea y termodinámicamente favorable.