Desarrollo de compositos carbón-óxidos de Fe a partir de residuos de yerba mate.

FLORENCIA URRUCHUA; EMILIA ZELAYA SOULÉ,; MARIELA FERNANDEZ; LUCIANA MONTES

Encuentro; NANO 2022; 2022

Debido a la creciente preocupación a nivel mundial sobre la presencia de contaminantes emergentesen el ambiente y sobre todo al aumento de sus concentraciones en los cuerpos de agua, el presente trabajotiene como objetivo contribuir con el desarrollo de sistemas de tratamiento de aguas contaminadas mediantela obtención y caracterización de materiales adsorbentes basados en residuos de yerba mate y compuestosde Fe, ambos reconocidos por sus capacidades adsortivas.Se presentan resultados preliminares de la caracterización de 2 compositos desarrollados a partir decarbón obtenido del residuo de yerba mate calcinada, y posteriormente modificados por el crecimiento deóxidos de Fe mediante dos metodologías: 1) Oxidación alcalina de Fe2+ en presencia de nitratos, materialllamado YM-FeO y 2) impregnación pirólisis, llamando al producto YM-FeIP. La caracterización de los productosobtenidos se realizó por Potencial Zeta (PZ), FTIR, espectroscopia Mössbauer, magnetometría de muestravibrante (VSM), superficie por vapor de agua (SV) y análisis térmico.Los compositos presentan carga eléctrica superficial negativa (pH 2-11), siendo menos negativos a pHbajos, lo cual podría indicar la presencia de grupos ácidos, evidenciados por FTIR, con bandas en el rango de1685-1785 cm-1, relacionados con ácidos carboxílicos alifáticos saturados, los cuales pueden protonarse a pHácido, disminuyendo la carga eléctrica negativa del material. El espectro de FTIR de YM-FeO presentó bandascaracterísticas similares al carbón base, las cuales se asocian a grupos funcionales de los compuestosprincipales de la yerba mate (celulosa, hemicelulosa y lignina). El espectro de YM-FeIP presentó menos bandas,pudiendo inferir que el tratamiento térmico provocó una mayor ruptura de enlaces en estas moléculas.Ambos compositos presentaron respuesta magnética, debido a la formación demagnetita/maghemita, identificados por espectroscopia Mössbauer. La magnetización de saturación resultómayor para YM-FeO, 9.28±0.05 Am2/kg vs 5.24±0.01 Am2/kg para YM-FeIP, asociado a que no se utilizó lamisma relación carbón/ hierro en las respectivas síntesis.Las SV estimadas fueron de 200±3 m2/g (YM-FeO) y 393±12 m2/g (YM-FeIP). La menor superficieestimada para YM-FeO se adjudicó a la mayor relación Fe/carbón en dicha muestra. Los óxidos de Fe seforman en los poros del material, produciendo una disminución en el área superficial relativa por presentarun área superficial específica menor, y al estar en mayor proporción en YM-FeO, producen una mayordisminución de la superficie.Se puede concluir que la yerba fue carbonizada parcialmente en la carbonización inicial y que luegomostró mayor desarrollo de compuestos de carbón en YM-FeIP debido al tratamiento térmico empleado enesta metodología de crecimiento de óxidos de Fe. Además, esta muestra presentó mayor superficie específica,lo cual es deseable para materiales adsorbentes. Por ello, estos materiales serán probados posteriormente enensayos de adsorción en solución acuosa de diferentes contaminantes emergentes representativos.