Adsorción de Co2+ y Cu2+ empleando compuestos de quitosano-montmorillonita

GUILLERMINA DUBOIS; MARIANA ÁLVAREZ; ANGEL J. SATTI

Río Cuarto

Encuentro; NANO 2022: XXI Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2022

UNRC, FUNDACION ARGENTINA DE NANOTECNOLOGÍA, CONICET

El aumento constante de las actividades agrícolas e industriales, llevan a la disminución en la disponibilidad de fuentes de agua seguras tanto para el consumo humano como para la recreación y consumo animal. Esto es debido al vertido de contaminantes como colorantes, metales pesados (MP), hidrocarburos y derivados, entre otros. Por lo que el tratamiento de efluentes se vuelve un problema importante de remediación ambiental. Entre los métodos y tecnologías más utilizadas para el tratamiento de efluentes acuosos se encuentran los procesos de adsorción, el intercambio iónico, la precipitación, la degradación catalítica y la filtración por membranas. Entre ellos, la adsorción resulta atractiva por su eficiencia, bajo costo y, sobre todo, gran versatilidad para evaluar la remediación de diversos medios eliminando contaminantes de distinta naturaleza. Este proceso de transferencia de fase se utiliza ampliamente para eliminar sustancias de gases o líquidos sobre superficies sólidas. Por lo tanto, las superficies con sitios activos están habilitadas para interactuar con los solutos que necesitan ser eliminados, en la fase acuosa adyacente. Estudios recientes se han centrado en adsorbentes de costo relativamente bajo como arcillas y biopolímeros. Dentro de los biopolímeros, el quitosano (Q) es el segundo polímero natural más abundante en la naturaleza, luego de la celulosa, y posee grupos funcionales amino (-NH2) e hidroxilo (-OH) que lo hacen susceptible a distintas interacciones electrostáticas y de coordinación. Sus grupos funcionales amino son responsables de la coordinación con MP. Por otro lado, la montmorillonita (MT), es una arcilla que posee la capacidad de expandirse e incorporar biopolímeros por adsorción interlaminar y/o superficial, produciendo un aumento de la superficie activa, que en ocasiones genera un efecto sinérgico que brinda mayores y diferentes capacidades de interacción. Debido a las propiedades mencionadas anteriormente para la MT y para el Q, mezclas compuestas de ambos componentes ya han sido estudiadas como descontaminantes [1]. Por otro lado, el Q es un polímero que se suele obtener con un peso molecular muy alto, por lo que la interacción entre MT y Q de diferentes pesos moleculares no está suficientemente explorada. Y según su peso molecular, el Q puede intercalarse de diferente manera entre las láminas de MT, lo que se traduce en una modificación de las propiedades finales del compuesto. Para lograr cadenas de menor peso molecular hay varios métodos químicos, pero también se puede realizar mediante el uso de radiaciones ionizantes. Este proceso de irradiación puede reducir el peso molecular del Q sólido irradiado a temperatura ambiente, y sin necesidad de utilizar soluciones ácidas del polisacárido, ni el uso de reactivos adicionales, evitando también el procedimiento de purificación del producto final. En el presente grupo de investigación ya se han podido analizar los efectos sinérgicos de los compuestos obtenidos por MT y Q de diferentes pesos moleculares, obtenidos por irradiación gamma, para la adsorción de colorantes [2]. Es por ello que en este trabajo se caracteriza estructural y químicamente compuestos de MT y Q en distintas composiciones, con Q irradiados de distinto peso molecular, y se estudia el potencial uso en adsorción de MP. Específicamente Co2+ y Cu2+, presentes en agua. Se observará que, según la composición y Q usado, se obtendrán compuestos obtenidos con diferentes niveles de intercalación y exfoliación. Y, entre ellos, cuáles son los materiales óptimos para la adsorción de estos MP.