Plataforma de nanopatículas magnéticas para la deteminación de Cu(II)

CECILIA DANIELA COSTA; DIZ, VIRGINIA; DELPHINE TALBOT; AGNES BEE; SEBATIEN ABRAMSON; GONZÁLEZ, GRACIELA ALICIA

san juan

Conferencia; XII Congreso Argentino de Química Analítica; 2023

Universidad de San Juan

Industrias como la galvanoplastia y electrónica emplean aguas de procesos con alto contenido de metales pesados, especialmente cobre. El tratamiento y reutilización del agua a nivel industrial constituyen un desafío global debido a la toxicidad, persistencia y bioacumulación de este metal1. Las nanopartículas de magnetita (NPM) son ampliamente utilizadas en la construcción de sensores electroquímicos de contaminantes, en particular de metales pesados, por su alta capacidad de adsorción superficial. Esta, a su vez, puede ser aumentada adicionando grupos funcionales a la superficie, controlando así también la sensibilidad y la selectividad2 En este trabajo se procedió a anclar grupos carboxilos a la superficie de las NPM de forma covalente. En este sentido se sintetizaron en primera instancia NPM por el método de coprecipitación a partir de FeCl3 y FeCl23, las que fueron modificadas en una segunda etapa con 3-aminopropiltrietoxisilano (NPM@APTES). Posteriormente, los grupos aminos superficiales se utilizan como nucleófilos en la reacción con anhídrido succínico formando un enlace amida y dejando expuesto un grupo carboxilo (NPM@COOH). Presentamos las caracterizaciones de las diferentes instancias de síntesis realizadas por Espectroscopía Infrarroja (FTIR), Difracción de rayos X (DRX), Magnetometría (VSM), Potencial Zeta y Termogravimetría (TGA) evidenciándose, por un lado, la presencia de la funcionalización; y por otro, la estabilidad del core superparamagnético de magnetita a lo largo de las distintas etapas de síntesis.Basándonos en la propiedad magnética de las NP, hemos diseñado un electrodo magnético de carbón vitreo que permite, luego de incubar las NPM@COOH en las muestras, colectarlas e inmovilizarlas en su superficie para la determinación electroquímica sin empleo de mixturas poliméricas. El Cu(II) adsorbido en las NPM se sensa por voltametría cíclica en una solución de KNO3 0,1 M y luego las NPM son lavadas fácilmente regenerando la superficie rápidamente. Se estudió el efecto del pH de la solución de Cu(II) en la respuesta electroquímica observándose mayores corrientes de reducción de Cu(II) con NPM@COOH a pH 2. Con estas nanopartículas y a este pH, en un posterior barrido anódico, es posible observar, además, la oxidación del catión indicando una fuerte adsorción del mismo sobre NPM@COOH. Existe relación entre la corriente de oxidación y la concentración de Cu(II) entre 50 µM y 100 mM, lo cual se ajusta a las concentraciones típicas de baños industriales de electrodeposición de Cu(II) y permitiría el reacondicionamiento de estas soluciones y su recirculación en el ciclo productivo.