Remoción de U(VI) en agua utilizando nanopartículas de Fe(0) (nZVI) soportadas sobre arcilla natural y modificada

MARCO BROWN, J.L.; CANDAL, R.; VALIENTE, R.; TORRES SÁNCHEZ, R.M.; RAMOS, C.P.

Florencio Varela, Buenos Aires

Congreso; IV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental, Argentina y Ambiente 2019 (AA2019); 2019

Universidad Nacional Arturo Jauretche

La contaminación de ambientes acuáticos por la presencia de uranio es un problema que preocupa a autoridades y población en general, especialmente en las cercanías de áreas mineras o centrales nucleares. La inmovilización de la especie soluble U(VI) en adsorbentes adecuados y la reducción a la especie menos soluble U(IV) son mecanismos de remoción de U(VI). En este trabajo, se evaluó la eficiencia de remoción de U(VI) en agua mediante una combinación de procesos de adsorción y reducción/precipitación usando nanopartículas de Fe(0) (de ahora en más nZVI) y nZVI soportadas en: montmorillonita natural (MMT) y montmorillonita pilareada (Pilc).La Pilc fue preparada a partir de MMT utilizando un método reportado previamente1, utilizando una relación molar Fe/(Fe+Al) de 0.33. Las nZVI se sintetizaron vía reducción de Fe(III) con NaBH4 en ausencia y presencia de los soportes MMT (nZVI-MMT) y Pilc (nZVI-Pilc). Los materiales se guardaron bajo atmósfera de N2 y posteriormente fueron caracterizadas por DRX, SEM y Mössbauer. Por otro lado, se estudió la estabilidad del Fe(0) frente al oxígeno del aire analizando los diferentes materiales mediante espectroscopia Mössbauer. Las cinéticas de remoción de U(VI) utilizando los materiales preparados se obtuvieron variando el pH inicial (pH0) y la concentración de U(VI) inicial ([U(VI)]0), en presencia y ausencia de O2 disuelto. La [U(VI)], pH y el potencial de oxidación-reducción (ORP) fueron determinados durante cada experimento. Se analizó por DRX el barro obtenido después de la remoción de U(VI).Se determinó mediante Mössbauer que el contenido de Fe(0) no varía cuando las nZVI soportadas se exponen al aire. La remoción de U(VI) dependió del material utilizado, fue más eficiente en ausencia que en presencia de O2 disuelto y fue más eficiente a pH0 4 y 6 que a pH0 8. Se obtuvo una mayor remoción de U(VI) (>80%) cuando se utilizó nZVI-MMT respecto a la utilización de nZVI o nZVI-Pilc después de 20 min de reacción. La remoción de U(VI) utilizando MMT o Pilc fue menor al 30% después de 60 min de reacción. Mediante el análisis de las curvas de ORP y del difractograma determinado por DRX del barro obtenido luego de la remoción de U(VI) se determinó que el principal mecanismo de remoción de U(VI) es un proceso de reducción de U(VI) a U(IV) y su consiguiente precipitación. Se proponen las reacciones de adsorción y óxido/reducción involucradas en el mecanismo de remoción de U(VI).Los materiales sintetizados poseen una excelente estabilidad y performance en procesos de remoción de U(VI). Se proyecta que materiales basados en nZVI soportadas sean adecuados en el estudio de procesos de remediación de U(VI).