HIDROGELES DE ALGINATO/BENTONITA Y ALGINATO/ILLITA PARA LA REMOCIÓN DE AZUL DE METILENO PRESENTE EN AGUA

MÓNICA ALEJANDRA MORANT; KATHERINA M. CARRAZCOA; ANDRÉS E. CIOLINO; MARIO D. NINAGO

Mar del Plata

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros - I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

El empleo de arcillas naturales surge como una alternativa económica y eficiente para la eliminación de colorantes presentes en aguas residuales industriales gracias a las características microestructurales y de carga superficial que poseen [1]. Sin embargo, debido al tamaño de sus partículas, forman suspensiones coloidales muy estables que producen arrastre y grandes pérdidas de carga cuando son empleadas en sistemas de filtración, siendo compleja su separación y recuperación de la corriente líquida. Por lo tanto, su inmovilización dentro de estructuras de mayor tamaño surge como una alternativa efectiva para minimizar estos inconvenientes. Entre los hidrogeles más usados para entrampar partículas se encuentra el alginato de sodio, un polisacárido constituido por residuos de ácidos urónicos y moléculas con grupos carboxílicos que, en medio acuoso, crea condiciones espaciales que permiten la interacción con diferentes iones, favoreciendo la asociación entre moléculas formando un gel ionotrópico [2]. Estos geles pueden ser preparados como perlas o pellets, como tubos o como films, a partir de soluciones acuosas de alginato de sodio. El objetivo de este trabajo consistió en entrampar arcillas naturales (bentonita, B, e illita, I) dentro de hidrogeles de alginato de calcio, y evaluar su desempeño como agente de remoción del azul de metileno presente en muestras de agua dulce. Los hidrogeles de alginato/bentonita (ALG-B) y alginato/Ilita (ALG-I) se obtuvieron por gelación externa a partir de soluciones acuosas de alginato de sodio al 5% (m/v) con 5 y 10% (m/m) de relleno mineral, empleando una solución de CaCl2 como agente de entrecruzamiento. Mediante Difracción de Rayos X se determinó que las bentonitas usadas están formadas principalmente por montmorillonita (con impurezas de cuarzo y holandita) mientras que la arcilla illita es un silicato de la familia de las micas (con impurezas de cuarzo y caolinita). El espectro infrarrojo del alginato empleado en la formulación de los hidrogeles presentó una banda ancha de absorción a 3400 cm-1, característica de grupos oxhidrilos. En 2928 cm-1 se observó la vibración de los enlaces C-H presentes en el anillo, y en 1613 y 1413 cm-1 se evidenciaron dos fuertes señales atribuidas al estiramiento asimétrico y simétrico de los grupos carboxílicos, respectivamente. En el rango de longitudes de ondas comprendido entre 1030 y ~1170 cm-1 se observaron señales correspondientes a las vibraciones simétricas y asimétricas de los enlaces C-O-C propias de los anillos de polisacáridos, y finalmente a 1320 cm-1 apareció una banda débil asociada a la vibración del enlace C-O. Por otra parte, en los hidrogeles compuestos, además de las señales del alginato, se detectaron picos característicos correspondientes a B e I. Entre los principales se encontró a 1043 cm-1 la señal del enlace (Si-O-Si) que enmascaró las señales de alginato presentes en dicha región. Finalmente, se observaron bandas de intensidad media a 525 y 466 cm-1, atribuidas a los enlaces Al-OH y Mg-O, respectivamente. Para verificar su capacidad de adsorción, se realizaron ensayos preliminares en batch por contacto directo de ALG-B y ALG-I con 10 % de relleno con una solución de azul de metileno (3 mg.L-1) durante 5 horas. Los resultados preliminares permiten concluir que ALG-B10 fue capaz de remover 99,4% del colorante inicialmente presente, mientras que ALG-I10 sólo removió el 45,7%. Actualmente se está evaluando si la capacidad de remoción se ve afectada por cambios en el pH del medio. Por otra parte, también se están realizando ensayos para determinar el número de ciclos al que pueden ser sometidos antes de perder capacidad de remoción.