Desarrollo de materiales adsorbentes con alta selectividad: Click chemistry? y funcionalización de sílice mesoporosa SBA15

BORDONI, ANDREA V.; LOMBARDO, MA VERÓNICA; SOLER ILLIA, GALO J. A. A.; REGAZZONI, ALBERTO E.; WOLOSIUK, ALEJANDRO

Buenos Aires

Congreso; XL Reunión Anual de la AATN; 2013

Asociación Argentina de Técnología Nuclear

La gestión de los residuos radiactivos líquidos provenientes de instalaciones nucleares recurre a diversos procesos de acondicionamiento, e. g., evaporación, precipitación-filtración, adsorción, e inmovilización. Cada uno de ellos impone dificultades particulares que deben ser adecuadamente consideradas. En el caso particular de los procesos separativos sólido-líquido, el empleo de adsorbentes inorgánicos de elevada área específica y alta selectividad parece promisorio. Por un lado, estos adsorbentes son compatibles con la mayoría de los materiales y procesos utilizados para la producción de matrices cerámicas de inmovilización. Por el otro, su selectividad y afinidad pueden ser adecuadamente ajustadas mediante la funcionalización de sus superficies. Dentro de este contexto, en este trabajo presentamos el desarrollo de materiales mesoporosos híbridos (MMH), en particular la síntesis de sílice SBA-15 modificada con grupos superficiales dicarboxílicos, que poseen alta afinidad por los cationes de los metales alcalinotérreos. Para este propósito hemos preparado el precursor ácido 2-((2-(trimetoxisilil)etil)tio) succínico (ATMSTS) a partir de la reacción click chemistry tiol-eno entre el ácido mercaptosuccínico y trimetoxivinilsilano bajo irradiación UV. Este precursor fue luego utilizado para preparar sílice mesoporosa SBA-15 híbrida siguiendo la estrategia de síntesis one-pot (etapa única) por precipitación en medio ácido; la fracción de grupos carboxílicos se ajustó variando la relación molar TEOS (tretraetoxisilano) a ATMSTS entre 0,8:0,2 y 0,95:0,05. El surfactante empleado como molde fue el Pluronic 123, el que luego de la síntesis fue extraído con una mezcla EtOH-HCl 2M. También se exploró la funcionalización post-grafting (post síntesis). En este caso una suspensión de sílice SBA-15 en tolueno fue puesta en contacto con una solución metanólica del precursor ATMSTS durante 24 h a temperatura ambiente. Los materiales así preparados fueron caracterizados por microscopía electrónica de barrido e isotermas de adsorción/desorción de nitrógeno. La presencia de azufre, determinada por análisis elemental y EDS, confirma la funcionalización. Además, los espectros FTIR muestran las bandas características de los grupos carboxílicos a 1720 cm1. La disponibilidad de estos sitios fue puesta de manifiesto siguiendo la variación de las bandas de los grupos carboxílicos y carboxilato con pH. Sobre la base de estos resultados se discute los criterios que sustentan la síntesis de materiales adsorbentes con funcionalidad específica.