Propiedades eléctrónicas y magnéticas de tetraciclina sobre montmorilonita: Estudio mediante funcional de la densidad

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

Bahía Blanca

Workshop; III Workshop de Nanoarcillas y sus Aplicaciones (III WONAP); 2016

Departamento de Química, Universidad Nacional del Sur

La tetraciclina (C22H24N2O8)es un antibiótico activo contra gran variedad de microorganismos, utilizadopara el tratamiento de diversas infecciones. Sin embargo, sus residuos puedenafectar los procesos microbianos del suelo, por lo quesuponen potenciales riesgos para el ambiente. Existen diversos métodos dedegradación de este antibiótico, siendo la adsorción sobre arcillas mineralesuno de los más promisorios. En particular, la montmorillonita ha demostradoactuar como un eficiente adsorbente de tetraciclina en medio ácido, interacciónque ocurre preferentemente en el espacio interlaminar [1]. No obstante, todavíase requiere una adecuada descripción a nivel molecular de los fenómenosinvolucrados en el proceso de adsorción.En el presente trabajo se estudió laevolución de las propiedades electrónicas y magnéticas de la montmorillonitadurante la adsorción de tetraciclina. Para ello se hizo uso del método delfuncional de la densidad (DFT), implementado con el programa Vienna Ab initioSimulation Package (VASP) [2]. La arcilla se representó mediante una supercelda periódica de 10,52 x 17,53 x 22,85 Å3 con 8, 16 y 32átomos de Mg, Al y Si, respectivamente, construida de forma de representar laestructura laminar característica de este tipo de adsorbente. Los cálculos seefectuaron en el marco de la aproximación del gradiente generalizado (GGA) con elfuncional PW91, incluyendo fuerzas de dispersión según el método de Grimme [3].Los parámetros geométricos obtenidospara la montmorillonita aislada presentan muy buen acuerdo con los valoresreportados en estudios teóricos previos [4]. Se comprobó que la tetraciclina escapaz de adsorberse fuertemente en el espacio interlaminar de la arcilla,aumentando dicha distancia 12,72 Å, en buena correlación con la evidenciaexperimental [1]. Asimismo se verificó que la montmorillonita aislada presentacomportamiento semiconductor y no posee momento magnético, mientras que luegode la adsorción el sistema se hace conductor y adquiere un considerable momentomagnético, de 10,60 mB.Referencias[1] Parolo M., Avena M.,Savini M., Baschini M. y Nicotra V., Colloids and Surfaces A 2013, 417, 57-64.[2]Kresse G. y Furthmüller J., Computational Materials Science 1996, 6, 15-50.[3]Grimme, S, Journal of Computational Chemistry 2004, 25, 1463-1473.[4]Berghout A., Tunega D. y Zaoui A., Clays and Clay Minerals 2010, 58, 174-187.