Efecto de la presencia de arcillas en la adsorción del ion metálico Cd2+ en hidrogeles de alginatoi25

MARÍA EUGENIA GÓMEZ LUJÁN; MARIANA ETCHEVERRY; GRACIELA ZANINI

Río Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto

El cadmio es un metal pesado tóxico cuya presencia en el ambiente puede provenir de procesos naturales o actividades industriales. Su persistencia no sólo afecta a su equilibrio ecológico, sino que también puede ingresar al cuerpo humano mediante la cadena alimentaria. Es por esto que se han estudiado diversos métodos de remoción de este contaminante, siendo la adsorción de interés por su alta eficiencia y su simpleza operativa. Para ello la búsqueda de materiales de bajo costo, no tóxicos, biodegradables y fácilmente manipulables se hace indispensable. Entre ellos se encuentran los formados por un ensamblaje de interacciones en escala nanométrica entre polímeros de origen natural y sólidos inorgánicos como es el caso de alginato (ALG) y la arcilla montmorillonita (MMT). Se conoce que el mecanismo de adsorción de Cd2+ en hidrogeles de alginato formados con iones Ca2+ es de intercambio iónico [1], también se sabe que estos iones se adsorben sobre la superficie de MMT [2]. De esta manera el estudio del rol de cada uno de los componentes del material es importante para sintetizar un material eficiente. El objetivo de este trabajo es sintetizar perlas de alginato-arcilla con diferente relación entre ambos componentes y determinar cuál es el principal responsable de la adsorción.Así se sintetizaron perlas de alginato al 2% (A2-Ca) y perlas de alginato al 2% con 30 y 70 % de MMT (A2-MMT30 y A2-MMT70), para ello se agitaron ambos componentes hasta homogenizar y luego se agregó gota a gota sobre una solución de CaCl2. Además, para el proceso de gelificación se utilizaron diferentes concentraciones de iones calcio 0,05; 0,1; 0,5 y 1M para estudiar el intercambio catiónico producido con los iones cadmio. Una vez sintetizadas las perlas, se secaron, se realizaron isotermas de adsorción por experimentos tipo “batch” a pH = 5,5, este pH es para asegurar que la especie predominante sea Cd2+. El procedimiento consistió en colocar una cierta cantidad de perlas en tubos de centrífuga, se adicionaron volúmenes adecuados de una solución de NaCl 0,01M y la solución stock de Cd2+ para un intervalo de concentraciones de 1 a 40 ppm. Los tubos se agitaron durante 24 h y luego de la agitación las perlas se retiraron y el sobrenadante se cuantificó por absorción atómica. Para las perlas A2-Ca, se observó que, a medida que aumenta la concentración de Ca2+ en el hidrogel, la cantidad máxima adsorbida de iones cadmio disminuye, lo cual podría indicar que el Cd2+ preferiblemente se ubica en sitios disponibles, en donde los grupos funcionales del alginato actúan como ligandos con ausencia de iones calcio, antes de realizar el intercambio catiónico. Una vez optimizada la concentración de ion calcio (0,1 M) para llevar adelante la gelificación, se realizó la isoterma de adsorción en las perlas de alginato con 30 y 70% de arcilla.Los resultados obtenidos mostraron que en todo el rango de concentraciones estudiadas la cantidad adsorbida de Cd2+ fue menor a medida que aumenta la cantidad de montmorillonita en la perla. Específicamente para la máxima concentración inicial, 40ppm, la eficiencia de adsorción de Cd2+ es del 55% para A2-Ca, de 35% para A2-MMT30 y de 27% para A2-MMT70. Esto muestra que el responsable de la adsorción es fundamentalmente el biopolímero, mientras que la arcilla es útil para mejorar las propiedades mecánicas, hacer las perlas más resistentes y facilitar la manipulación.REFERENCIAS 1.Z. Sutirman, M. Sanagi, W. Ain.International J.Biolog. Macromolecules 174 (2021) 216–2282.R. Ilari, M. Etcheverry, C. Zenobi, G. Zanini, IJEnvH, 7 (2014) 70-82.