Adsorción de tetraciclina en montmorillonita: Cálculos a nivel DFT

SILVINA PIRILLO; ROMINA LUNA; IGNACIO LÓPEZ CORRAL; ALFREDO JUAN; MARCELO AVENA

Santa Fe

Encuentro; XV Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2015; 2015

Instituto de Física Rosario

Entre los contaminantes emergentes másimportantes se encuentran numerosos antibióticos de uso humano y veterinario. En la actualidad reviste especial interés, tanto el estudio como el desarrollode posibles procesos de degradación y eliminación de estos antibióticos. Enparticular, la tetraciclina (TC) es un antibiótico de uso frecuente. Las arcillas minerales constituyen una opción atractiva como adsorbentes gracias asus excelentes propiedades. Entre las arcillas más utilizadas, podemos citar a la montmorillonita (MMT). La misma posee gran superficie disponible, alta capacidad de intercambio catiónico, lo que le permite interactuar con diversasespecies [1]. Estudios experimentales revelan que a pH ácido la TC se adsorbefuertemente en el espacio interlaminar de la MMT, lo que produce un notorio incremento de dicho espaciado [2]. Sin embargo, son escasos los estudios teóricos sobre adsorción de TC en MMT. En este trabajo se modelaron mediante métodos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT), los sistemas Na-MMT (tanto deshidratado como hidratado) y TC-MMT.Para realizar los cálculos seutilizó el código Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) [3]. El muestreo de la zona de Brillouin se efectuó mediante una grilla de 5x5x5 puntos k para el bulk de MMT y para el sistema TC-MMT se utilizó una grilla de 1x1x1. Se utilizó una energía de corte de 650 eV. Se analizaron las propiedades geométricas, electrónicas y magnéticas de los diferentes sistemas.Los resultados obtenidos para Na-MMT deshidratada e hidratada presentan buen acuerdo con parámetros previamente reportados tanto experimentales [2] como teóricos [4]. La incorporación de cuatro moléculas de agua (en monocapa) en el espacio interlaminar origina un considerable aumento del parámetro d001. Además, la adsorción de TC en su forma protonada produce un incremento de aproximadamente 10 Å en la distancia interlaminar de la MMT. En concordancia, trabajos experimentales previos reportan valores similares [2].Referencias:[1] M. Kato, A.Usuki en Polymer-Layered Silicate Nanocomposites, T. Pinnavaia, G. Beall (Ed.).Wiley, New York (2000):6-12.[2] M. Parolo, M. Avena, M. Savini, M.Baschini, V. Nicotra; Colloid. Surface A417 (2013) 57-64.[3] G. Kresse, J. Furthmüller; Comp. Mater. Sci. 6 (1996) 15-50.[4] A. Berghout, D. Tunega, A. Zaoui; Clay. Clay Miner. 58 (2010) 174-187.