Síntesis y caracterización de partículas magnéticas. Adsorción de As(V) y Azul de Metileno.

ELIANA PECINI; VALERIA SPRINGER; MARCELO AVENA

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

AAIFQ

En la actualidad, los materiales magnéticos nanoestructurados presentan interesantes aplicaciones tecnológicas, como por ejemplo en sensores, ferrofluidos, catálisis y en la liberación  controlada  de  fármacos.  En  los  últimos  años,  el  uso  de  partículas magnéticas ha generado considerable repercusión en las tecnologías de adsorción y consecuentemente en el campo de la remediación ambiental, debido a su estabilidad, la gran relación área/volumen y la ventaja particular de poder ser separadas mediante la aplicación de un campo magnético externo. [1,2] Por  esto,  el  objetivo  de  este  trabajo  consistió  en  sintetizar  partículas  magnéticas  y evaluar  su  potencial  capacidad  de  adsorción  a  diferentes  pHs  (4,  7  y  9)    frente  a especies  de  elevado  impacto  ambiental  como  lo  son  hoy  en  día  el  arsénico  y  los colorantes. Para ello, se  sintetizaron partículas de Magnetita (Fe 3 O 4 ) y de Ferrita de Niquel  (NiFe 2 O 4 )  empleando  el  método  de  co-precipitación  en  medio  acuoso  a temperatura ambiente. Las mismas fueron caracterizadas por espectroscopía (FT-IR), difracción  de  rayos  X  (DRX),  análisis  térmico  diferencial  (DTA)  y  análisis  térmico gravimétrico (TGA). También se realizaron estudios de propiedades magnéticas, área BET y movilidades electroforéticas a diferentes fuerzas iónicas. Por último, realizaron estudios de adsorción a diferentes pHs, para las especies de As(V) y Azul de Metileno (MB + ) el cual es un colorante catiónico.  Las  partículas  de  Fe 3 O 4  obtenidas  presentaron un  tamaño medio  de cristalita  de  12 nm, un área superficial de 108,15 m 2  g -1 , un punto isoeléctrico de 7 y resultaron ser  superparamagneticas  alcanzando  la  saturación  (M s )  a  alrededor  de  67  emu  g -1 .  Por otro lado, las partículas de NiFe 2 O 4  presentaron un tamaño medio de cristalita de 16,6 nm,  un  área  superficial de  36,91  m 2  g -1 ,  un  punto  isoeléctrico  de  6   y  resultaron    ser ferrimagnéticas,  en  este  caso,  la  muestra  no  alcanzó  la  saturación  y  el  valor  de  M s  para el máximo campo aplicado fue de 26 emu g -1 . Estudios cinéticos mostraron que las especies de As(V) se adsorben mayoritariamente en los primeros 5 minutos a todos los pHs estudiados, alcanzándose el equilibrio a las 5 horas, mientras que para el MB +  no existe adsorción significativa. Las isotermas de adsorción de As(V) en Fe 3 O 4  y en NiFe 2 O 4  a pH 4, 7 y 9 mostraron que la capacidad de adsorción aumenta conforme disminuye el pH y que la reactividad superficial de la NiFe 2 O 4  es comparable a    la de la Fe 3 O 4  a pesar de que esta última posee mayor área superficial. Los resultados obtenidos muestran que, tanto la Fe 3 O 4  como la NiFe 2 O 4  sintetizadas, podrían  ser  empleadas  en  la  remoción  de  As(V)  presente  en  sistemas  acuosos, aunque no resultaron eficientes en la remoción de especies catiónicas como el MB + .