Adsorción de cloruro de benzalconio sobre distintas nanoarcillas

ELSA GABRIELA LÓPEZ LOVEIRA; FEDERICO MANUEL FLORES; GUSTAVO CURUTCHET; ROBERTO CANDAL; ROSA MARÍA TORRES SANCHEZ

La Plata

Workshop; 1º Workshop de Nanoarcillas y sus Aplicaciones; 2013

El cloruro de benzalconio (BKC) es un surfactante catiónico utilizado como principio activo de muchas fórmulas farmacéuticas y cosméticas debido a sus propiedades bactericidas y fungicidas. Una alternativa para separar contaminantes del agua es la adsorción sobre sorbentes tales como biomasa, carbón activado y arcillas, entre otros. Las arcillas y en especial las bentonitas (como la montmorillonita (MMT)) resultan atractivas por su gran capacidad adsorbente y su bajo costo. Estas arcillas desarrollan carga negativa debido a la sustitución de Si(IV) por Al(III) en sus capas tetraédricas y octaédricas. Entre láminas se alojan cationes (Ca2+, Na+, etc) que compensan las cargas generadas por las sustituciones y mantienen la electroneutralidad. En particular, el intercambio de los cationes inorgánicos originales con sales de alquilamonios cuaternarios, modifica la capacidad de la arcilla para adsorber sustancias orgánicas, denominándose a los productos organo-arcillas. Como consecuencia del intercambio aumenta el área superficial y adquieren hidrofobicidad debido a las cadenas alquílicas asociadas a los alquilamonios adsorbidos sobre las láminas. En este trabajo se estudia la capacidad de adsorción del BKC en arcillas naturales (con distinta capacidad de intercambio catiónico (CIC)) y organo-arcillas. Se realizaron isotermas de adsorción en MMT: nacional (MtNa) y Cloisite® sódica (CNa); y sus productos de intercambio: octadeciltrimetilamonio-MMT al 50% CIC (OMt50) y Cloisite® 30B (C30B). El BKC se cuantificó mediante HPLC-UV, y se estudió el sólido a través de DRX y Potencial Zeta. Las arcillas sódicas presentan mayor adsorción del BKC en comparación con las organo-arcillas, siendo la capacidad de adsorción máxima de: 0,93; 0,76; 0,21 y 0,20 mmol/g para CNa, MtNa, C30B y OMt50, respectivamente. El análisis por DRX evidenció un incremento del espacio interlaminar de la MtNa-BKC respecto de la MtNa (de 0,71 nm), no evidenciándose modificación para las organo-arcillas. El análisis del potencial zeta mostró un aumento de la carga superficial tanto de las arcillas naturales como de las organo-arcillas, en presencia de BKC, indicando la unión de éste en la superficie de los materiales estudiados. A pesar de la menor adsorción, las organo-arcillas permiten su separación de la suspensión por decantación lo que facilita su aplicación tecnológica. Las arcillas y/o organo-arcillas podrían utilizarse para la separación del contaminante del gran volumen de líquido. Esta etapa de remoción podría acoplarse con un tratamiento avanzado como la fotocatálisis para la eliminación completa del BKC, realizando un proceso ambientalmente amigable.