Desarrollo de materiales reactivos basados en nanopartículas de hierro para la remoción de metales y metaloides en agua

I.M. SCISCENKO; V.N. MONTESINOS; N. QUICI; V. LUCA; M.I. LITTER

Congreso; X Congreso Argentino Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

La presencia de contaminantes muy tóxicos en agua, como Cr(VI), U(VI) y As(III)/As(V), es un problema ambiental en creciente aumento frente al cual los tratamientos convencionales pueden ser una solución parcial o insuficiente. Es por ello que se necesita el desarrollo de materiales reactivos eficientes como nanopartículas de hierro cerovalente (FeNPs) y de óxidos de hierro (FeONPs), capaces de combinar la transformación rédox de los contaminantes con la adsorción y coprecipitación sobre su superficie. En este trabajo se estudió la síntesis, caracterización y reactividad de FeNPs y FeONPs, inmovilizadas en carbón activado (CA) y poliacrilonitrilo (PAN). Para el soporte sobre CA, se empleó la técnica de impregnación húmeda de Fe(NO3)3 fundido sobre el soporte. El sólido resultante fue calcinado a 300 °C durante 4 h para eliminar el exceso de nitrato [1] y posteriormente reducido por agregado de solución de NaBH4 [2]. En el caso de PAN, se partió de una suspensión de FeNPs comerciales en solución de PAN (6%) en DMSO, que se agregó por goteo a una solución de NaOH 0,01 M, obteniéndose esferas sólidas de 2 mm de diámetro conteniendo las NPs incorporadas. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por Raman, DRX, SEM-EDS, TXRF y XPS. Dichos estudios sugirieron la presencia de maghemita/magnetita en el caso de las muestras soportadas sobre CA, mientras que la presencia de Fe0 fue evidenciada en el caso de las muestras sintetizadas sobre PAN.Posteriormente, se estudió la capacidad de las NPs para remover Cr(VI). Se trabajó en las condiciones óptimas determinadas en trabajos previos del grupo con FeNPs libres [3]: solución 0,3 mM de Cr(VI) a pH 3 ajustado con H2SO4 0,5 N. Empleando FeONPs/CA se obtuvo una remoción de 43,4 mg Cr(VI)/g de material soportado. La eficiencia fue menor que la obtenida con FeNPs libres en iguales condiciones, que era de 348 mg Cr(VI)/g FenPs. Sin embargo, el análisis por TXRF indicó que mientras la remoción con FeNPs libres deja 95% del Cr total en solución como Cr(III), el material FeONPS/CA deja tan sólo un 5%. Se están realizando experimentos de remoción adicionales con Cr(VI), U(VI) y As(III/V) con los materiales soportados.