SÍNTESIS DE TiO2 MESOPOROSO POR AEROSOL Y FUNCIONALIZACIÓN CLIC CON GRUPOS FOSFONATOS PARA ADSORCIÓN DE TIERRAS RARAS

KURTZ, ALEXANDER; LOMBARDO, MA VERÓNICA; BORDONI, ANDREA V.

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas

Introducción: Dentro de la gran variedad de los materiales usados en los procesos de adsorción solido/líquido resultan atractivos los materiales híbridos mesoporosos (MHM) por su alta área específica y la posibilidad de sintetizarlos a la carta con funciones orgánicas que aporten selectividad para la adsorción de iones de interés.1 Combinarestos materiales con la síntesis por aerosol, que consta de una sola etapa, permiteacercarnos a la escala industrial. Las moléculas más utilizadas para la obtención deMHM son los trialcoxisilanos, y aunque existe gran variedad comercial, algunasfunciones interesantes no son fácilmente accesibles, como es el caso del grupofosfonato. Para la derivatización de alcoxisilanos con dichos grupos es posible utilizar lareacción de Adición Radicalaria Tiol Eno Fotoiniciada (ARTEF), que pertenece alconjunto de reacciones orgánicas clasificadas dentro de la química clic, ampliamenteutilizada en bibliografía.1 En este trabajo se estudia la funcionalización de óxido de titaniomesoporoso con trialcoxisilanos modificados con ácido fosfónico (–PO(OH)2) y un ésterde ácido fosfónico (–PO(OEt)2), los cuales fueron sintetizados a través la reacciónARTEF. Se utilizaron diferentes enfoques de funcionalización: 1) post-grafting con elsilano derivado del ác. vinilfosfónico (TMSVPA) y del fosfonato de dietilo (TMSDEAP)sobre la superficie de las partículas de TiO2; 2) foto-grafting utilizando la misma reacciónentre ác. vinilfosfónico (VPA) y las partículas de TiO2 modificadas con (3- mercaptopropil)trimetoxisilano (MPTMS). Para estudiar el comportamiento de los MHMfrente a adsorción se utilizó Eu3+, como ion modelo de tierras raras, y se siguió el procesoin-situ utilizando espectroscopía de fluorescencia.Resultados: La síntesis de la matriz de TiO2 por aerosol se optimizó variando la cantidad de surfactante utilizado y la temperatura de calcinación del óxido, de manera de obtener una mayor área específica y morfología reproducible de las partículas. Se comprobó la funcionalización de las partículas con TMSVPA y TMSDEAP utilizando SEM-EDS y TGA-MS. El grupo capaz de adsorber iones de interés es el (–PO(OH)2), como no fue posible la desprotección de los grupos (–PO(OEt)2) anclados a la superficie se estudió la adsorción de Eu3+ por parte de la matriz funcionalizada con TMSVPA. Se caracterizó fisicoquímicamente la adsorción de estos materiales por espectroscopía de fluorescencia in-situ. Este material se comparó con SBA-15 funcionalizada con TMSVPAfrente a la capacidad de adsorción de Eu3+.Conclusiones: Fue posible sintetizar TiO2 mesoporoso de elevada área específica y demanera reproducible por el método de aerosol y se logró su funcionalización condistintas moléculas orgánicas. La funcionalización con TMSVPA mostró el mayorcubrimiento y el mejor comportamiento frente a la adsorción de Eu3+. Este materialmostró una mayor capacidad adsortiva por unidad de área que la SBA-15 funcionalizadacon TMSVPA, resultado promisorio para su aplicación en adsorción de tierras raras.