Arcillas nanoestructuradas para remoción de ciprofloxacina desde medios acuosos

SAPAG K.; M.E. ROCA JALIL; BASCHINI, M; K. YANQUIN

San Carlos de Bariloche

Encuentro; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2017

El desarrollo de materiales que puedan ser utilizados en la remoción de contaminantes emergentes, cuya presencia ha sido ampliamente reportada en diferentes cursos de agua, es uno de los retos más significativos en la actualidad. En este marco, numerosos estudios han reportado la adsorción sobre materiales nanoestructurados como un método efectivo en la remoción de contaminantes. Dentro de los materiales naturales utilizados, los minerales arcillosos han mostrado buenas capacidades de remoción, en particular las montmorillonitas de la región del Alto Valle de Rio Negro-Neuquén se han aplicado en la remoción de fungicidas y antibióticos desde medios acuosos. No obstante, estos minerales muestran dificultades al momento de separar el adsorbente del medio acuoso de adsorción. En respuesta a esta problemática, en el presente trabajo se sintetizaron y caracterizaron arcillas pilareadas de hierro (Fe-PILC) a partir de una montmorillonita de la región del Alto Valle buscando obtener materiales nanoestructurados y con mayor hidrofobicidad que permitieran mejorar su separación del medio de adsorción. Posteriormente, las Fe-PILC obtenidas se evaluaron como posibles adsorbentes del antibiótico ciprofloxacina (CPX) desde medios acuosos. Las arcillas pilareadas se sintetizaron con relaciones de 10 y 40 meqFe3+.g-1 de arcilla natural y por tanto se denominaron Fe-PILC 10 y 40, respectivamente. Las mismas fueron caracterizadas texturalmente mediante isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77K evidenciando un aumento en su SBET mayor a 3 veces el obtenido para la arcilla natural (AN) y asociado al desarrollo de microporos en su estructura porosa. Los estudios de adsorción de CPX en solución fueron llevados a cabo a un pH 10, buscando reproducir condiciones cercanas a las encontradas en los cursos de agua de la región. En este sentido se realizaron estudios cinéticos y de remoción de CPX para los tres materiales. Los resultados mostraron que la Fe-PILC 40 presenta mayor capacidad de remoción de CPX así como un comportamiento diferente frente a la adsorción respecto los otros dos materiales. La forma de las isotermas de adsorción mostradas por la AN y la Fe-PILC 10 sugiere que la misma podría estar ocurriendo en un mismo tipo de sitios de adsorción mientras que en el caso de la Fe-PILC 40 se puede observar un salto abrupto en la adsorción el cual podría estar asociado tanto a la presencia de nuevos sitios de adsorción presentes en la superficie del material como a la estructura porosa generada en el mismo durante el proceso de pilarización. Los resultados indican además que en ambos casos, las Fe-PILC presentan tanto mayor afinidad por la especie de CPX presente en solución que la AN como mayor hidrofobicidad favoreciendo esta última la separación de los materiales del medio de adsorción.