Remediación de aguas con arsénico usando nanoantenas plasmónicas

E. CORTÉS; M.C. MARCHI; L.P. MARTÍNEZ; A.V. BRAGAS; A.F. SCARPETTINI; B.C. BARJA; S.A. MAIER; M. Y. PAREDES; U. WAINSTEIN HAIMOVICHI

La Plata

Otro; 102a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2017

Asociación Física Argentina

El arsénico inorgánico se considera unpotente carcinógeno humano, asociado con un mayor riesgo de cáncer de la piel,los pulmones, la vejiga urinaria, el hígado y el riñón [1]. Alrededor de 4millones de personas están expuestas a altos niveles de arsénico contenidos enel agua bebible en Argentina, constituyendo la población más grande conocida deAmérica Latina [2] en esta situación. Todavía no hay una concienciageneralizada de la toxicidad de las aguas subterráneas, y, por lo tanto, enmuchas áreas el agua se bebe sin tratamiento adicional a la extracción.En los últimos años se ha puesto el foco enla búsqueda de métodos de remediación de agua que sean baratos y accesibles alas poblaciones de riesgo [3]. En bibliografía se han reportado trabajos conaltas tasas de eliminación de este metal por métodos de adsorción ocoprecipitación de As(V) con óxidos de hierro, previa oxidación del As(III)[1]. Por otro lado, la especie As(III) se considera 60 veces más tóxica queAs(V) [4] y uno de losprincipales problemas a resolver en esta temática es poder oxidar As(III) aAs(V) evitando agentes oxidantes contaminantes. El método propuesto en este trabajo paraoxidar As(III) a As(V) se basa en las potenciales propiedades catalíticas denanopartículas de Au (AuNPs). Estas partículas presentan resonancias de plasmónsuperficial localizado (LSPR) a longitudes de onda en el rango visible siendocapaces de absorber luz y confinarla a volúmenes de escala nanométrica, razónpor la cual se las denomina nanoantenas.Recientemente, el campo de la plasmónica seha expandido dramáticamente, habiéndose demostrado que los LSPR pueden originarpares electrón-hueco altamente reactivos dentro del material [5]. Estos hot electrons y hot holes (hot carriers)pueden participar de reacciones químicas y ser capaces de reducir u oxidarmoléculas una vez alcanzada la superficie de la AuNP [6]. Nuestra propuesta sebasa en el uso de estos hot carrierspara oxidar las especies de As(III) presentes en aguas para consumo humano.El trabajo se aborda estudiando la respuestade sistemas coloidales de AuNPs en solución de NaAsO2 (As(III)),ante la iluminación con longitudes de onda cercana al LSPR (LED 532 nm).La conversión de As(III) a As(V) secuantifica utilizando el método colorimétrico del Azul de Molibdeno, el cualpermite detectar la formación de As(V) por absorción de luz de un compuestocoloreado en solución utilizando un Espectrofotómetro UV-visible [7]. Se evalúan lascondiciones de trabajo que permitan lograr la conversión de As(III) a As(V):diseño del arreglo experimental de iluminación, tiempos de irradiación,relaciones de concentración AuNP/As(III) y adaptación del método de Azul deMolibdeno al sistema en estudio.