Plataforma de nanopartículas magnéticas para la determinación de Cu(II)

CECILIA DANIELA COSTA; VIRGINIA DIZ; D. TALBOT; A. BÉE; S. ABRAMSON; GRACIELA A. GONZÁLEZ

San Juan

Congreso; XII Congreso Argentino de Química Analítica; 2023

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

Industrias como la galvanoplastia y electrónica emplean aguas de procesos con altocontenido de metales pesados, especialmente cobre. El tratamiento y reutilización delagua a nivel industrial constituyen un desafío global debido a la toxicidad, persistenciay bioacumulación de este metal1. Las nanopartículas de magnetita (NPM) sonampliamente utilizadas en la construcción de sensores electroquímicos decontaminantes, en particular de metales pesados, por su alta capacidad de adsorciónsuperficial. Esta, a su vez, puede ser aumentada adicionando grupos funcionales a lasuperficie, controlando así también la sensibilidad y la selectividad2En este trabajo se procedió a anclar grupos carboxilos a la superficie de las NPM deforma covalente. En este sentido se sintetizaron en primera instancia NPM por el métodode coprecipitación a partir de FeCl3 y FeCl23, las que fueron modificadas en una segundaetapa con 3-aminopropiltrietoxisilano (NPM@APTES). Posteriormente, los gruposaminos superficiales se utilizan como nucleófilos en la reacción con anhídrido succínicoformando un enlace amida y dejando expuesto un grupo carboxilo (NPM@COOH).Presentamos las caracterizaciones de las diferentes instancias de síntesis realizadaspor Espectroscopía Infrarroja (FTIR), Difracción de rayos X (DRX), Magnetometría(VSM), Potencial Zeta y Termogravimetría (TGA) evidenciándose, por un lado, lapresencia de la funcionalización; y por otro, la estabilidad del core superparamagnéticode magnetita a lo largo de las distintas etapas de síntesis.Basándonos en la propiedad magnética de las NP, hemos diseñado un electrodomagnético de carbón vitreo que permite, luego de incubar las NPM@COOH en lasmuestras, colectarlas e inmovilizarlas en su superficie para la determinaciónelectroquímica sin empleo de mixturas poliméricas. El Cu(II) adsorbido en las NPM sesensa por voltametría cíclica en una solución de KNO3 0,1 M y luego las NPM sonlavadas fácilmente regenerando la superficie rápidamente.Se estudió el efecto del pH de la solución de Cu(II) en la respuesta electroquímicaobservándose mayores corrientes de reducción de Cu(II) con NPM@COOH a pH 2. Conestas nanopartículas y a este pH, en un posterior barrido anódico, es posible observar,además, la oxidación del catión indicando una fuerte adsorción del mismo sobreNPM@COOH.Existe relación entre la corriente de oxidación y la concentración de Cu(II) entre 50 µMy 100 mM, lo cual se ajusta a las concentraciones típicas de baños industriales deelectrodeposición de Cu(II) y permitiría el reacondicionamiento de estas soluciones y surecirculación en el ciclo productivo.