SINTESIS Y CARACTERIZACION DE BIOCOMPUESTOS MAGNÉTICOS DE GOMA ARABIGA CON APLICACIONES EN BIOREMEDIACION

M.F. HORST; MARIANA ALVAREZ; VERÓNICA LASSALLE

Workshop; I Workshop en Polímeros Biodegradables y Biocompuestos.; 2013

SINTESIS Y CARACTERIZACION DE BIOCOMPUESTOS MAGNÉTICOS DE GOMA ARABIGA CON APLICACIONES EN BIOREMEDIACION F. HORST * , M. ALVAREZ, V. LASSALLE Instituto de Química del Sur (INQUISUR-UNS/CONICET), Bahía Blanca, Argentina mfhorst@uns.edu.ar INTRODUCCIÓN La goma arábiga (GA) es un polisacárido natural con una estructura química compleja [1]. Se la utiliza ampliamente como estabilizante y emulsificante en la industria alimenticia, cosmética y farmacéutica [2]. Sin em bargo, se ha extendido su uso al campo de la nanotecnología y nanomedicina. Recientemente se ha difundido su aplicación en la síntesis de nanopartículas magnéticas. Los materiales compuestos de GA y magnetita poseen, en general, una estructura formada por núcleos del óxido recubiertos por el polímero, modificando así las propiedades superficiales del óxido de hierro [3]. La matriz polimérica, a partir de sus grupos funcionales, potencia las posibilidades de interacción de estos compuestos magnéticos con diversos sustratos, entre ellos los fármacos y metales pesados. En este trabajo se sintetizan compuestos de GA y magnetita (Fe 3O4-Mag) mediante la co-precipitación del óxido sobre el biopolímero con el propósito de obtener adsorbentes efectivos para la remoción de metales pesados en aguas mediante separación magnética. Se ensayan dos métodos de síntesis en bulk, empleando el biopolímero sólido y en solución acuosa. Se evalúan las características y propiedades de adsorción de los materiales compuestos en función del método de síntesis empleado. MATERIALES Y MÉTODOS La goma arábiga empleada fue provista por Biopack. Los materiales compuestos de GA-Mag se sintetizaron por co-precipitación del óxido en el biopolímero sólido y en solución. Para ello se preparó una solución acuosa conteniendo Fe 3+ /Fe 2+ en relación 2:1. Luego se incorporó 1 g de GA en agitación continua, a 70 ºC y en atmósfera de N2 y se precipitó el óxido con NH 4OH 5M obteniéndose el GA-Mag-a. En otra experiencia similar se incorporaron 10 mL de una solución acuosa al 10% de GA obteniéndose el GA-Mag-b. Los materiales sintetizados se caracterizaron por FTIR-DRIFTS, DRX, medidas de potencial Z, tamaño de partícula por DLS, TG, TEM y propiedades magnéticas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados de DRX muestran los picos característicos de la espinela de Fe3O4, lo que revela que la modificación con GA no alteró la estructura cristalina del óxido. Los análisis mediante FTIR-DRIFTS confirman la efectiva incorporación del biopolímero a la magnetita (Fig.1). 3600320028002400200016001200 800 400 Número de onda [cm -1 ] % Transmitancia a GA GA-Mag-a GA-Mag-b 1050 (C-OH) 1275, 1425 (C-O) 1612 (CO) 3450 (OH) 2887, 2950 (CH3,CH2) 600 (Fe-O) Fig.1 Espectros FTIR-DRIFTS GA y compuestos Las medidas de diámetro hidrodinámico revelan valores promedio de 460,3 nm para Mag, 549,6 nm para GA, 756,2 nm y 543,2 nm para GA-Mag-a y GA- Mag-b, respectivamente. El incremento en los tamaños puede atribuirse a la presencia del biopolímero en contacto con la fase magnética. Se encontraron diferencias significativas en la carga superficial de los materiales compuestos en función del pH. Los valores de punto isoeléctrico (PIE) fueron de 2,42 (GA-Mag-b) y 3,25 (GA-Mag-a). Siendo el PI para Mag de 6,9. Esto permite confirmar la interacción entre GA?óxido. La carga superficial negativa a pH ácidos se debe a la presencia de grupos COO -expuestos de la GA. La notable disminución del PIE coincide con los valores reportados en bibliografía, y corresponde a los valores de pKa del carboxilo de 1,8-2 [3]. A partir de las propiedades encontradas, se puede inferir que estos materiales compuestos resultan aptos para la adsorción de contaminantes en medios acuosos, principalmente metales pesados. Los ensayos de adsorción de metales modelo como Cu 2+ y Cd 2+ se encuentran en desarrollo así como las posibilidades de reuso de los adsorbentes. REFERENCIAS [1] Dror Y., Cohen Y., Yerushalmi-Rozen R., J. of Polym. Scie.: Part B: Polymer Physics, 44, 3265-3271 2006. [2] Badreldin H. Ali, Ziada A., Blunden G., Food and Chemical Toxicology, 47, 1?8, 2009. [3] Roque A., Bicho A., Batalha I.L., Cardoso A.S., Hussain A., J. of Biotech. 144, 313?320, 2009.