Remediación de fluoruros en aguas utilizando diferentes polimorfos de TiO2

L.A. MEIER; A. B.SCHVVAL; J. GIMENEZ; G. CABEZA; C. MORGADE; N.J. CASTELLANI

Santa Fe

Encuentro; 104a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019

Asociación Física Argentina

El fluor (F), a diferencia del Arsenico (As), puede ser considerado como un mineralesencial para la salud humana en concentraciones inferiores a 1.7 mg/L [1]. Su exceso puede provocar problemas de salud como  fluorosis dental y osea, daño neurológico y desorden tiroidal entre otros [2]. Siendo el agua la base de muchos preparados alimenticios, la ingesta de este elemento se vuelve mayor en zonas endemicas de alta concentracion. Considerando que la contaminación del agua en general es en forma conjunta entre F y As, el estudio de un material como el TiO2 que permita la remocion de ambos contaminantes resulta de interés. El proposito del presente trabajo es aportar conocimiento, a partir de TiO2 con estructuras anatasa y rutilo puras, en la remediación de  fluoruro. Para ello, se empleo elpaquete de calculo VASP (Vienna Ab Initio Simulation Package) dentro del formalismoDensity Functional Theory. El substrato de TiO2 se modelo mediante un 'slab' de tres capasdonde se relaja solamente la primera capa. Se estudio la adsorcion de NaF (fluoruro desodio) y HF (fluoruro de hidrogeno) sobre las supercies de TiO2 (101) anatasa y TiO2(110) rutilo, observando mayores energas de adsorcion en ambos casos sobre el polimorforutilo. A excepcion del HF sobre anatasa, estas moleculas sufren disociacion al adsorberse en las supercies respectivas. Se llevo a cabo el analisis de la carga Bader para todos los sistemas estudiados a n de cuanticar la transferencia de carga entre la supercie y el adsorbato.En todos los casos, la supercie de rutilo adquirio carga positiva favoreciendo la adsorciondel  fluor. Estos resultados concuerdan con los obtenidos de manera experimental donde laremediacion de uoruros mediante TiO2 fue solo del tipo adsortivo y no por fotocatalisis,siendo la estructura rutilo la que mostro mayor actividad en el rango de concentracionesestudiadas experimentalmente [3]. Referencias: 1. Tor A., Danaoglu N., Arslan G., Cengeloglu Y. Removal of uoride from water by using granular red mud: Batch and column studies. Journal of Hazardous Materials 164 (2009) 271?278. 2. Tang Y., Guan X., WangJ., Gao N., McPhail M., Chusuei C. Fluoride adsorption onto granular ferric hydroxide: Eects of ionic strength, pH, surface loading, and major co-existing anions. Journal of HazardousMaterials 171 (2009) 774?779. 3. Ulacco S. B., Lorenzetti A. S., Meier L., Vidal E., DominiC. y Morgade C. I. N. Remediacion comparativa de fluoruros en aguas utilizando diferentespolimorfos de TiO2. IV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnologa Ambiental.