Montmorillonita magnética: Remoción de especies de interés ambiental

ELIANA PECINI; VALERIA SPRINGER; MARCELO AVENA

Buenos Aires

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental, y II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

En los últimos años los materiales magnéticos nanoestructurados han generado considerable repercusión en las tecnologías de adsorción y consecuentemente en el campo de la remediación ambiental, debido a su estabilidad, gran relación área/volumen y la ventaja particular de poder ser separadas mediante la aplicación de un campo magnético externo. De aquí nuestro interés en sintetizar partículas magnéticas soportadas sobre partículas de montmorillonita, capaces de adsorber tanto cationes como aniones de interés ambiental y que puedan ser recuperados con campos magnéticos. Por esto el objetivo de este trabajo consistió en evaluar la capacidad de adsorción de partículas magnéticas de magnetita (Fe3O4), de las partículas de montmorillonita y de las partículas de Fe3O4 soportadas en montmorillonita frente a especies como arseniato, azul de metileno (MB+) y dipirona.Se sintetizaron partículas de magnetita empleando el método de coprecipitación en medio acuoso a temperatura ambiente. Las mismas fueron caracterizadas por espectroscopía FT-IR, DRX, análisis térmico diferencial (DTA) y análisis térmico gravimétrico (TGA). También se realizaron estudios de propiedades magnéticas, área BET y movilidades electroforéticas a diferentes fuerzas iónicas. Las partículas de Fe3O4 obtenidas presentaron un tamaño medio de cristalita de 12 nm, un área superficial de 108,15 m2 g-1, un punto isoeléctrico de 7 y resultaron ser superparamagnéticas alcanzando la saturación (Ms) alrededor de 67 emu g-1. Las partículas de montmorillonita presentaron una capacidad de intercambio catiónico de 0,96 meq g-1 medido por el método del acetato de amonio, un área superficial de 738 m2 g-1 determinada por adsorción de agua y un área BET de 2 m2 g-1. Estudios de movilidad electroforética en función del pH mostraron que la arcilla natural presentó movilidades negativas en todo el intervalo de pH estudiado (3-9) debido a la presencia predominante de las cargas estructurales negativas. Los experimentos de adsorción mostraron que el MB+ se adsorbió en la montmorillonita mientras que no existió adsorción sobre la magnetita. Por el contrario, el arseniato se adsorbió en la magnetita pero no así en la montmorillonita. La dipirona se adsorbió en los dos sólidos, aunque presentó mayor adsorción en la arcilla (saturación superficial en 0,20 mmol g-1) que en la magnetita (saturación superficial en 0,09 mmol g-1). Por otro lado, los estudios de adsorción en una mezcla seleccionada de magnetita-arcilla (relación 6:1) mostraron que la adsorción de MB+ está gobernada por la presencia de las partículas de montmorillonita mientras que la adsorción de arseniato está gobernada por la presencia de las partículas de magnetita. Para la dipirona esta mezcla presentó una adsorción intermedia de 0,13 mmol g-1. De esta manera, los resultados obtenidos muestran que las partículas magnéticas soportadas en montmorillonita podrían ser empleadas en la remoción de las especies estudiadas en un medio acuoso a pH natural.