Efecto de la incorporación de calcio en las propiedades texturales, mecánicas y adsorbentes de esferas milimétricas huecas de α/Ba-β-Al₂O₃

El desarrollo de procesos sencillos y accesibles para la eliminación de contaminantes de las aguas residuales es una necesidad global para fomentar la economía circular del agua. La adsorción es un proceso fácil, simple y eficiente, en el que el uso de adsorbentes con estructuras monolíticas huecas mejora la rentabilidad del proceso al maximizar el área superficial de adsorción sin perder la facilidad de aplicación, manipulación y regeneración del material, lo cual reduce los costos operativos. En esta investigación, se desarrolló un nuevo método para obtener monolitos de α/Ba-β-Al₂O₃ en forma de esferas huecas a escala milimétrica, reforzados con hexaaluminato de calcio (CaAl₁₂O₁₉). Mediante el uso de una plantilla sacrificial de esferas de poliestireno expandido, encapsulación iónica con alginato de sodio y un tratamiento térmico a 1600 °C durante 4 horas, se obtuvieron esferas huecas de α/Ba-β-Al₂O₃ con un diámetro (Ø) de 4,41 ± 0,26 mm, un peso (w) de 24 ± 5 mg, un área superficial de 0,776 m²/g y una resistencia a la compresión de 435 ± 30 kPa. Las esferas huecas fueron reforzadas mediante la formación in situ de hexaaluminato de calcio, recubriendo las esferas en verde con nitrato de calcio; esto resultó en un aumento del 210 % en el área superficial (2,39 m²/g) y del 274 % en la resistencia a la compresión (1627 ± 285 kPa), con la formación de un 15-20 % de CaAl₁₂O₁₉ en la muestra CA0.5. La capacidad adsorbente para Pb²⁺ se duplica, pasando de 2,43 mg/g en la muestra CA0 a 4,26 mg/g en la muestra CA2, la cual contiene un 45 % de CaAl₁₂O₁₉. La metodología propuesta constituye una alternativa viable para la obtención de estructuras huecas de alúmina con propiedades texturales, mecánicas y adsorbentes mejoradas, logradas mediante la formación *in situ* de hexaaluminato de calcio, para su potencial aplicación en procesos industriales de adsorción.