NANOESTRUCTURAS CATALÍTICAS CON PROPIEDADADES PLASMÓNICAS Y MAGNÉTICAS PARA LA REMEDIACIÓN DE AGUAS CON ARSÉNICO

M. Y. PAREDES; L. P. MARTÍNEZ; B. C. BARJA; M. C. MARCHI; A. V. BRAGAS; E. CORTÉS; S. A. MAIER; A. F. SCARPETTINI

Mar del Plata, Buenos Aires

Congreso; XX Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales; 2022

Asociación Argentina de Materiales (SAM) y la Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales (SOCHIM)

El arsénico (As) es el principal contaminante natural del agua subterránea, la exposición crónica en seres humanos ha sido asociada con una variedad de problemas de la salud, incluyendo varios tipos de cáncer. Durante los últimos años el desarrollo de nuevas tecnologías de remoción se convirtió en un tema de gran interés a nivel mundial [1].En este trabajo se presenta un material nanoestructurado para la remediación de aguas contaminadas con arsénico. Estas estructuras están formadas por nanopartículas de Fe3O4 decoradas con nanoesferas de oro (AuNps). Las AuNps actúan como catalizadores eficientes a través de la catálisis asistida por plasmones [2], mientras que su base magnética actúa como adsorbente y permite una fácil remoción del agua. Para obtener el nanomaterial, sintetizamos nanoesferas de oro de 15 nm a través de la reducción y estabilización por citrato, que luego adsorbimos sobre las nanopartículas de Fe3O4. El proceso de remediación consiste en la iluminación con excitación de los plasmones de superficie que generan pares electrón-hueco altamente reactivos, que aceleran la reacción de oxidación de As (lll) a As (V), siendo estaúltima especie, la menos tóxica. Una vez obtenida la especie oxidada, se adsorbe sobre la superficie de las estructuras que actúa como sitio activo. Finalmente, a través de su propiedad magnética, se remueven conjuntamente el arsénico y las nanoestructuras catalíticas. Los resultados demuestran que las nanopartículas de oro aceleran la reacción por mecanismossuperficiales, la catálisis heterogénea, además incrementan su eficiencia al ser iluminada de formaresonante por efecto térmico y la generación de los pares electrón-hueco. Logramos obtener nanoestructuras magnéticas y catalíticas estables, con capacidad de adsorción de las diferentes especies de As sobre su superficie. Mediante el estudio del sistema con y sin iluminación resonante, logramos desacoplar y cuantificar el efecto de la catálisis heterogénea, el aporte por efecto térmico y la contribución e los pares electrón-hueco en la conversión de As (lll) a As (V).