Funcionalización de superficies de aluminio para retención de cationes

CECILIA DANIELA COSTA; VIRGINIA DIZ; GRACIELA GONZÁLEZ

Santa Rosa

Congreso; X Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

AAQA

Los procesos de monitoreo, remoción y recuperación de metales son de vital importancia en el diseño de procesos industriales para asegurar las condiciones con que los efluentes llegan al ambiente. Como es fundamental que la construcción de los sistemas con tal fin tenga bajo impacto ambiental, en este trabajo se utilizaran mallas de aluminio como soporte, las cuales se funcionalizan a partir de recubrimientos con acetato de celulosa conteniendo nanopartículas de magnetita@celulosa1. Varios estudios sugieren que muchos de los óxidos metálicos nanoestructurados (OMNs), incluyendo óxidos férricos nanométricos, exhiben una adsorción muy favorable de los metales pesados en términos de alta capacidad y selectividad2,3. El tamaño, la forma y la funcionalización de OMNs son factores importantes en su rendimiento de adsorción. En este trabajo, se han modificados las mallas de aluminio con acetato de celulosa (30.000Da y 50.000Da) y nanopartículas de magnetita, con y sin recubrimiento de celulosa, en distintas proporciones (10:2,5 y 5:0,5)4, los que han sido caracterizados por FTIR, SEM y DRX.Las mallas de aluminio una vez modificadas se incubaron en sulfato de cobre en concentraciones entre 0.025M y 0.1M durante 30 minutos. Se ha elegido como sistema modelo al cobre por su relevancia en la industria electrónica y en galvanoplastia y se trabaja en concentraciones típicas en baños electroquímicos industriales. Luego de enjuagarse, se realiza una voltametría lineal, en una solución de nitrato de potasio (0.1M) barriendo el potencial en sentido reductor entre 0.0 y -0.8 V vs Ag/AgCl (sat) para comprobar la incorporación de cobre a la superficie evaluando la corriente de reducción. La interacción entre el catión y la superficie resulta dependiente del entorno del OMNS ya que encontramos que la señal es unas 5 veces mayor en la funcionalización con magnetita@celulosa. También se tiene un aumento de la señal al aumentar la proporción de magnetita@celulosa en el recubrimiento y se observa una mejor repetitividad al utilizar el polímero de mayor peso molecular.Las superficies obtenidas resultan una promisoria plataforma para rellenos de columnas de tratamiento pero también pueden ser empleadas como sensores para monitorear cationes en procesos industriales. Se ha avanzado en la construcción de un sensor de cobre(II) con materiales que permitirían utilizarlo a gran escala como sistema de monitoreo de este metal.1YU, Xiaolin, et al. One-step synthesis of magnetic composites of cellulose@ iron oxide nanoparticles for arsenic removal. Journal of Materials Chemistry A, 2013, vol. 1, no 3, p. 959-965.2L. Li, M.H. Fan, R.C. Brown, J.H. Van Leeuwen, J.J. Wang, W.H. Wang, Y.H.Song, P.Y. Zhang, Synthesis, properties, and environmental applications of nanoscale iron-based materials: a review, Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 36(2006) 405?431.3Wei, J., Yang, Z., Sun, Y., Wang, C., Fan, J., Kang, G., Zhang, R., Dong, X., Li, Y., 2019. Nanocellulose-based magnetic hybrid aerogel for adsorption of heavy metal ions from water. J. Mater. Sci. 54, 6709?6718. 4TSIOPTSIAS, Costas, et al. Preparation and characterization hb jof cellulose acetate?Fe2O3 composite nanofibrous materials. Carbohydrate Polymers, 2010, vol. 81, no 4, p. 925-930.Agradecimientos: OPCW, CONICET, UBA; ANPCyT