Propiedades texturales y adsorbentes de arcillas pilareadas de Silicio

MAGGIO A. A.; ROCA JALIL M. E.; BASCHINI M.; HUENTÍAN AYELÉN

Mar del Plata, Buenos Aires

Encuentro; XXI Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Rio Cuarto

Las arcillas pilareadas (PILC) pueden ser obtenidas a partir de minerales arcillosos, los cuales presentan una morfología laminar que permite el intercambio de los cationes interlaminares propios por nuevas especies inorgánicas. Las PILC se caracterizan por su estructura micro-mesoporosa permanente, es decir, tamaño de poros menor a 50 nm, lo cual permite su uso como adsorbentes de diversas moléculas. Por lo tanto, las propiedades adsorbentes de estos materiales dependerán tanto de la afinidad de las moléculas del adsorbible por la superficie como también del acceso de las mismas a la estructura porosa. En este trabajo se analiza la influencia del método de secado en las propiedades texturales de dos arcillas pilareadas de silicio obtenidas a partir de un residuo de la industria minera1 (RHF). Se utilizaron dos métodos de secado: en estufa a 60°C y liofilizado, obteniendo los materiales denominados Si-PILC(E) y Si-PILC(L), respectivamente. Además, las PILC fueron evaluadas como adsorbentes de ciprofloxacina (CPX), un antibiótico considerado contaminante emergente. Se realizaron las isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K y se determinaron las propiedades texturales del material de partida y de las PILC. Por otro lado, se realizaron las cinéticas e isotermas de adsorción de CPX en batch a 20°C y pH 10. Por último, se utilizaron estos materiales en una columna de relleno, utilizando 100 mg de adsorbente con una arena como material de soporte, C0= 110 ppm y Q= 2,21 mL/min.Las propiedades texturales indican un importante aumento de la superficie específica aparente calculada con el método de BET, resultando de 33, 404 y 431 m2/g para RHF, Si-PILC(E) y Si-PILC(L) respectivamente. También el volumen de micro y mesoporos resultó significativamente mayor para las PILC comparado con el material natural.Las isotermas de adsorción de CPX indican un máximo de adsorción de 82 y 97 mg/g para Si-PILC(E) y Si-PILC(L), respectivamente y resultando cercano al valor obtenido para RHF (115 mg/g). A partir de los datos cinéticos se observó que el equilibrio de adsorción de CPX se produjo transcurridas 4 horas para RHF, mientras que para Si-PILC(L) y Si-PILC(E) resultó a partir de las 6 y 16 horas, respectivamente. La aplicación de las columnas de adsorción resultó satisfactoria para el caso de Si-PILC(E), para la cual se obtuvo la curva de quiebre. Los resultados indican que las PILC se sintetizaron con éxito a partir del residuo RHF, obteniendo materiales con elevada SBET. Los estudios de adsorción de CPX muestran que las PILC pueden alcanzar valores de adsorción cercanos al material de partida, con el aliciente que, en estudios en batch resultan de mejor separación desde el medio acuoso. Mientras que la aplicación en un sistema continuo para Si-PILC(E) arrojó resultados preliminares acerca de su potencial para decontaminar efluentes, con parámetros que pueden ser manipulados y mejorados para las condiciones de estudio, tales como caudal, concentración inicial de CPX, masa y tamaño de partícula del adsorbente.