Stable nZVI-based nanocomposites for adsorption and reduction processes: the case of U(VI) removal

MARCO BROWN JOSE LUIS; VALIENTE R.; RAMOS C. P.; FERNANDEZ M A; CANDAL R.

Workshop; Workshop Nano-Andes 2021-Perú; 2021

La inmovilización de la especie soluble U(VI) en adsorbentes adecuados y la reducción a la especiemenos soluble U(IV) son mecanismos de remoción de U(VI). En este trabajo, se evaluó laeficiencia de remoción de U(VI) en agua mediante una combinación de procesos de adsorción yreducción/precipitación usando nanopartículas de Fe(0) (de ahora en más nZVI) y nZVIsoportadas en montmorillonita (MMT)1. Además se evaluó la estabilidad química de loscompósitos frente al O2 del ambiente. Las nZVI se sintetizaron vía reducción de Fe(III) con NaBH4en ausencia y presencia de MMT (nZVI-MMT). Los materiales se conservaron bajo atmósfera deN2 y luego fueron caracterizadas por DRX, TEM, SEM y espectroscopia Mössbauer (EsM). Por otrolado, se estudió la estabilidad del Fe(0) frente al oxígeno del aire en los materiales mediante EsM. Se determinó mediante EsM que el contenido de Fe(0) no varía cuando las nZVI soportadas seexponen al aire. Las cinéticas de remoción de U(VI) utilizando los materiales preparados seobtuvieron variando el pH inicial (pH0) y la concentración inicial de U(VI), en presencia y ausenciade O2 disuelto. La [U(VI)], pH y el potencial de oxidación-reducción (ORP) fueron determinadosen el tiempo. Se analizó por DRX el barro obtenido después de la remoción de U(VI). La remociónde U(VI) fue más eficiente en ausencia que en presencia de O2 disuelto y fue más eficiente a pH04 y 6 que a pH0 8. Se obtuvo una mayor remoción de U(VI) (>80%) cuando se utilizó nZVI-MMTrespecto a la utilización de nZVI después de 20 min de reacción. La remoción de U(VI) utilizandoMMT fue menor al 30% después de 60 min de reacción. Combinando el análisis del análisis delas curvas de OPR con los difractogramas de R-X del barro obtenido luego de la remoción deU(VI), se propone un mecanismo de adsorción y reducción/precipitación para la remoción deU(VI). El material sintetizado posee una excelente estabilidad y performance en procesos deremoción de U(VI), siendo potencialmente adecuado para la remediación de agua conteniendoeste contaminante.