Comparación de la longitud de cadena en el efecto de las cargas eléctricas superficiales

M. FERNANDEZ; R. M. TORRES SÁNCHEZ

La Plata

Workshop; 1er Workshop de Nanoarcillas y sus aplicaciones; 2013

Las organoarcillas son materiales híbridos obtenidos a través de la intercalación de cationes orgánicos, principalmente en la superficie interna (intercapa) de arcillas expandibles y en su superficie externa, mediante fuerzas electrostáticas. Son de gran interés tecnológico, ya que su naturaleza orgánica (hidrofóbica) las hace atractivas para ser usadas como adsorbentes selectivos de contaminantes orgánicos. En particular, la modificación con cationes orgánicos no hidratados, como sales de amonio cuaternario, se obtiene mediante la sustitución de los cationes de intercambio inorgánicos, altamente hidratados, ubicados en el espacio interlaminar de las arcillas. El intercambio por estos cationes modifica el carácter hidrófilo de la montmorillonita en hidrófobo, y además, dicha adsorción puede llevarse a cabo en la superficie de las partículas de la montmorillonita (MMT), generando las denominadas organoarcillas (OMMT). Estos intercambios, además modifican el área específica, porosidad y cargas eléctricas superficiales de la arcilla. Debido a la diversidad de cambios originada por la funcionalización obtenida por el intercambio con distintas aminas cuaternarias en las OMMT, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la cantidad utilizada para el intercambio y la modificación en la carga eléctrica superficial, evaluada por curvas de potencial zeta. Las OMMT fueron obtenidas por intercambio de 100% y 200% del valor de la capacidad de intercambio catiónico (CIC= 174 meq/100g) de la MMT usando las sales, bromuro de dodecil- (DDTMA), octadecil- (ODTMA), tetradecil- (TDTMA) y hexadecil-trimetilamonio (HDTMA). Estos intercambios se realizaron a 60°C, con contactos de 24 hs en agitación y posteriores lavados hasta desaparición de las sales de aminas (determinado por DRX). Las medidas de potencial Zeta se realizaron en suspensiones de 0,5g/L, utilizando como electrolito soporte KCl 10-3 M. La MMT que presentó la clásica curva de potencial Zeta plana con valores negativos (1), alrededor de -30 mV para todo el rango de pH estudiado (pH= 3-9), Mientras que las correspondientes a las OMMTs evidencian una disminución de la carga eléctrica superficial negativa, con el aumento de la cantidad de catión orgánico y respecto a la obtenida para MMT En particular, las OMMT presentaron una variación de la carga superficial hacia valores mas positivos en el siguiente orden: DDTMA<TDTMA<ODTMA<HDTMA, para las muestras intercambiadas al 100%. La inversión de la carga superficial negativa de la MMT, a positiva con el aumento de concentración de sales de alquilamonio fue explicado por diversos autores (2; 3), sin estar completamente identificado a la actualidad un mecanismo único que defina dicha inversión de carga superficial y postulándose principalmente la adsorción significativa de policationes en la superficie externa de la MMT, como principal mecanismo. Mientras que para las muestras intercambiadas a 200% presentaron valores de carga superficial más positivo en el siguiente orden: DDTMA<TDTMA<HDTMA<ODTMA.