Adsorcion de Tetraciclina en Montmorillonita: cálculos DFT

S. PIRILLO; C. R. LUNA; I. LOPEZ-CORRAL; A. JUAN; M. J. AVENA

Encuentro; XV Encuentro: Superficies y Materiales Nanoestructurados (NANO 2015); 2015

Entre los contaminantes emergentes másimportantes se encuentran numerosos antibióticos de uso humano y veterinario. Enla actualidad reviste especial interés, tanto el estudio como el desarrollo de posiblesprocesos de degradación y eliminación de estos antibióticos. En particular, la tetraciclina(TC) es un antibiótico de uso frecuente. Las arcillas minerales constituyen unaopción atractiva como adsorbentes gracias a sus excelentes propiedades. Entrelas arcillas más utilizadas, podemos citar a la montmorillonita (MMT). La mismaposee gran superficie disponible, alta capacidad de intercambio catiónico, loque le permite interactuar con diversas especies [1]. Estudios experimentalesrevelan que a pH ácido la TC se adsorbe fuertemente en el espacio interlaminar dela MMT, lo que produce un notorio incremento de dicho espaciado [2]. Sinembargo, son escasos los estudios teóricos sobre adsorción de TC en MMT. Eneste trabajo se modelaron mediante métodos basados en la teoría del funcionalde la densidad (DFT), los sistemas Na-MMT (tanto deshidratado como hidratado) yTC-MMT.Para realizar los cálculos seutilizó el código Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) [3]. El muestreode la zona de Brillouin se efectuó mediante una grilla de 5x5x5 puntos k para elbulk de MMT y para el sistema TC-MMT se utilizó una grilla de 1x1x1. Se utilizóuna energía de corte de 650 eV. Se analizaron las propiedades geométricas,electrónicas y magnéticas de los diferentes sistemas.Los resultados obtenidos paraNa-MMT deshidratada e hidratada presentan buen acuerdo con parámetros previamentereportados tanto experimentales [2] como teóricos [4]. La incorporación decuatro moléculas de agua (en monocapa) en el espacio interlaminar origina unconsiderable aumento del parámetro d001. Además, la adsorción de TCen su forma protonada produce un incremento de aproximadamente 10 Å en ladistancia interlaminar de la MMT. En concordancia, trabajos experimentalesprevios reportan valores similares [2].