Remoción de nitratos mediante catalizadores de óxido metálicos: Estudio DFT

DOMANCICH, N.; MEIER L. A.; SCHVVAL A. B.; MORGADE C. I. N.; ROSSI-FERNÁNDEZ, A. C.; FUENTE, S. A

Bahía Blanca

Congreso; 108° RAFA Reunión Anual de Física; 2023

Asociación Física Argentina

El empleo de tecnologías catalíticaspara la purificación de agua contaminada con altos niveles de nitratos es desuma importancia para nuestro país, donde la contaminación del agua dulce conestos iones ya no constituye un hecho aislado ni poco común. Esta se producedebido a la confluencia de diversos factores, como ser, el incremento del uso defertilizantes y pesticidas, la contaminación con desechos químicos de origendomiciliario e industrial, entre otros. Según el Código Alimentario Argentino,el límite de nitratos establecido en el agua potable es de 45 mgL. La poblaciónmás vulnerable son los bebés menores de 6 meses ya que, concentracioneselevadas de este ión puede ocasionarles cuadros de cianosis debido a laformación de metahemoglobina en sangre. Asimismo, se ha demostrado que loscatalizadores basados en óxidos metálicos, son altamente eficientes para laeliminación de iones del agua, cuya presencia afecta a la salud humana [1].Por los motivos antes mencionados, se comenzó con el estudio teórico, a nivelatómico, de la adsorción de nitratos sobre óxidos metálicos, con el fin de diseñarun catalizador eficiente y de bajo costo, para la eliminación de los mismos de aguasde consumo humano. Los cálculos teóricos se realizaron dentro del formalismoDFT, utilizando el paquete comercial VASP [2], con una base de ondas planas ycondiciones periódicas. Se modelaron las superficies más estables de cada óxido,siendo: TiO2 (en sus fases rutilo (110) y anatasa (101)), Fe2O3 (0001) y MgO(100). En primera instancia, se estudió la adsorción de la molécula NaNO3 sobrelos óxidos antes mencionados. Se optimizaron las geometrías y se calcularon lasenergías de adsorción. Se calcularon cargas atómicas utilizando el modelo deBader, densidad de estados totales (DOS) y el orden de enlace (BO) el cual dauna idea de la estabilidad del enlace químico. Los BO se calcularon de acuerdocon el an´alisis DDEC06. Además, se está estudiando el efecto de la incorporaciónde moléculas de agua en todos los sistemas, considerando que se emplearán comocatalizadores para remediar aguas de consumo humano.Referencias1. L.A. Meier, A.B. Schvval, S.B.Ulacco, A.S. Lorenzetti, E. Vidal, C. Domini, C.I.N. Morgade(2022). Study of phase-pure TiO2 for theremoval of fluorides inwater. Materials Today Communications 31(103389), 1-9.2. G. Kresse, J. Furthmüller; Comput. Mater.Sci. 6 (1996) 15-20.