ESTUDIO CUALITATIVO DEL INCREMENTO DE LA RESISTENCIA DE PELETS COMPUESTOS DE SiO 2 -ZrO 2 DESTINADOS A LA REMOCIÓN DE FLUORURO POR INFILTRACIONES SUCESIVAS DEL PRECURSOR DE LA SÍLICE

LONG LEONEL ANDRÉS; ARNAL PABLO MAXIMILIANO; GOMEZ GOAS, EMILIO DAVID

Congreso; XXXII Congreso Argentino de Química; 2019

ESTUDIO CUALITATIVO DEL INCREMENTO DE LA RESISTENCIA DE PELETSCOMPUESTOS DE SiO 2 -ZrO 2 DESTINADOS A LA REMOCIÓN DE FLUORUROPOR INFILTRACIONES SUCESIVAS DEL PRECURSOR DE LA SÍLICEEmilio David Gómez Goás 1 , Leonel Andrés Long 1 , Pablo Maximiliano Arnal 1,21.CETMIC, Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica, CIC-CONICETLa Plata, Camino Centenario y 506. M.B.Gonnet. cc. 49 cp 1897. Prov. Buenos Aires.2.Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, 47 y 115, 1900, LaPlata, Provincia de Buenos Aires, República Argentina.e-mail de contacto: arnal@cetmic.unlp.edu.arINTRODUCCIÓNDebido a su elevada superficie específica y a que facilitan la transferencia demateria desde el seno de la solución, los materiales nanoestructurados y con estructurajerárquica de poros son útiles en la remoción de contaminantes de agua.La incorporación de circonio, que posee afinidad por el fluoruro, en los materialesnanoestructurados permite una remoción selectiva de contaminantes del agua.En un trabajo previo, desarrollamos la síntesis de pelets de óxido de circonio conuna vía de síntesis con dos moldeados sucesivosSin embargo, esos pelets compuestos SiO 2 -ZrO 2 tuvieron una baja resistenciamecánica manifestada por la destrucción de los pelets durante los ensayos en sistemasestancos que pretendían remover contaminantes de agua. Así, los pelets resultaroninadecuados para la remoción de contaminantes de agua.Atribuimos la baja resistencia mecánica de los pelets a un relleno parcial de losporos del molde carbonoso en el primer paso de la síntesis. Por eso, plantemos comohipótesis de este trabajo que existe un número mínimo y suficiente de repeticiones delos procesos de infiltración del precursor de carbón que permite infiltrar de maneracompleta los poros del carbón. Además, probamos el material obtenido en la remociónde fluoruro de agua en sistema estanco.DESARROLLO EXPERIMENTALPara optimizar el llenado de los poros con TEOS, realizamos 5 infiltracionessucesivas; para determinar el grado de infiltración, usamos como indicador la pérdidade masa del material.Cada infiltración consistía en poner en contacto una masa inicial de pelletscarbonosos con la solución de TEOS en atmósfera amoniacal durante 24 horas. Luegode cada infiltración calcinamos los pellets y pesamos la masa final. Con la masa inicialy final calculamos el % de pérdida de masa para cada infiltración. Cuando el % depérdida de masa sea constante estaremos en la condición de máximo llenado del pelletcarbonoso con TEOS. Para evaluar en qué infiltración se alcanzaba un % de masaconstante, utilizamos un análisis de varianza (ANAVA) y un Test de Tukey con (α=0.05),comparando los valores de las pérdidas de masa y, por otro lado, comparando paresde valores para determinar si había diferencia significativa, contrastando la variable ?%de pérdida de masa? con el factor ?N° de infiltraciones?.Posteriormente, realizamos la prueba cinética de remoción de Fluorurosutilizando el material con 5 infiltraciones compuesto de SiO 2 /Zr(OBu) 4 . Con base en laformación de material sólido desgranado de los pellets durante estos experimentos decuatro horas, determinamos cualitativamente la resistencia mecánica de los pellets.Figura 1. Esquema de la síntesis de pelets compuestos SiO 2 -ZrO 2 (A) y delllenado de los poros del carbón con infiltraciones sucesivas (B).RESULTADOSOptimización de la infiltración100*80**60*402000123456N° InfiltrationFigura 2. % de pérdida de masa del material luego de la n-ésima infiltración con TEOSvs. número de infiltraciones (* = diferencia significativa de todos los demás valores,p < 0.05; barras de error indican desviación estándar).Remoción de fluoruroLos pelets obtenidos por cinco infiltraciones resistieron mecánicamente elexperimento en sistema estanco con que estudiamos la remoción de fluoruro. A lascuatro horas de iniciado el experimento en sistema estanco, la concentración de fluorurose reduce aproximadamente un 15%.Figura 3. Cinética de remoción de fluoruro en sistemas estancos con agitación. Larelación sólido-líquido fue de 10 g/L, la concentración inicial de fluoruro fue de 50 mg/Ly la temperatura fue de 25aC. Las barras de error denotan la desviación estándar delas muestras (n=3).A FUTUROEn vista de los resultados obtenidos, continuaremos investigando la remoción defluoruro por aquellos pelets obtenidos con un número menor de infiltraciones ydeterminaremos su resistencia mecánica de manera cualitativa en principio comohicimos en este trabajo.CONCLUSIONESRepitiendo las infiltraciones del carbón vegetal poroso, logramos obtener peletscompuesto SiO 2 -ZrO 2 con mayor resistencia mecánica que el material con una únicainfiltración que permite realizar los ensayos en sistema estanco. Este es un avanceimportante. No obstante, los pelets con cinco infiltraciones mostraron una bajacapacidad de remoción de fluoruro en las condiciones experimentales exploradas.REFERENCIASGómez Goás, E. D., Long, L. A. and Arnal, P. M. (2018) ?SÍNTESIS DE PELLETSDE ZrO2 POR MÉTODO DE DOBLE MOLDEADO?, 3er Simposio sobre AdsorciónAdsorbentes y sus Aplicaciones. Neuquén, p. 29.Long, L. A. and Arnal, P. M. (2016) ?OBTENCIÓN DE CARBÓN POR MEDIO DEUN MÉTODO SENCILLO A PARTIR DE BIOMASA Y RECURSOS LOCALES?, in TheJournal of The Argentine Chemical Society. Buenos Aires (Argentina).