Estudio de la adsorción de ibuprofeno sobre materiales con estructura de hidrotalcita

CARINA V. LUENGO; MARÍA A. VOLPE; MARCELO J. AVENA

Mar del Plata

Congreso; III Reunión Argentina de Geoquímica de la superficie; 2014

Universidad Nacional del Sur

Una de las principales amenazas para la calidad del agua es la contaminación de la misma con desechos de toda índole, entre ellos los farmacéuticos. Hoy en día existe una necesidad en constante aumento en todo el mundo para la mitigación de la contaminación de las aguas. Hay un gran interés en el descubrimiento de nuevos adsorbentes para la eliminación efectiva de contaminantes del agua como forma de remediación medioambiental. En particular, los sólidos con estructura laminar están siendo estudiados muy activamente en este sentido. Entre estos sólidos laminares se destacan las arcillas aniónicas cuyo precursor es el mineral hidrotalcita, [Mg6Al2(OH)16 ](CO3).4H2O, con gran capacidad para adsorber aniones. Estas arcillas aniónicas son muy fáciles de sintetizar en el laboratorio (1), y resultan ser materiales de bajo costo y aptos para su uso en la remoción de contaminantes aniónicos. Estos materiales sintéticos son comúnmente llamados hidróxidos doble laminares (HDL) y su estructura se basa en una red bidimensional plana compuesta de láminas de hidróxidos de iones metálicos di y trivalentes. La sustitución isomórfica de algunos iones metálicos divalentes por iones trivalentes da lugar a una carga positiva residual en la red, la cual es balanceada con aniones que se ubican en el espacio interlaminar. Sus altas superficies específicas (de hasta 1000 m2/g), altas capacidades de intercambio aniónico (2-5 mmol/g) y la capacidad de regeneración los hacen materiales prometedores para la eliminación de contaminantes. En este trabajo se utilizaron hidróxidos doble laminares de Mg(II) y Al(III), con estructura tipo hidrotalcita y modificados con especies de Fe(III), que denominaremos Fe-HDL. La síntesis se llevó a cabo por el método de coprecipitación con una relación Mg2+/ Al3+ =2,5, con distinto porcentaje de  Fe3+ (5%, 10%, 15% y 20%). Las muestras de Fe-HDL se caracterizaron mediante XRD, FTIR, SEM y por análisis elemental de carbono. Además, se determinó la estabilidad (ensayos de disolución) de los mismos en medio acuoso a diferentes pH. Se realizaron también mediciones de la cinética de adsorción de ibuprofeno a diferentes pH, fuerzas iónicas y concentraciones iniciales de ibuprofeno. Los ensayos de DRX revelaron que los compuestos presentan una elevada cristalinidad, mostrando los picos típicos de una hidrotalcita. El análisis elemental de C y los espectros infrarrojos mostraron que las muestras contienen carbonato, probablemente originados por el CO2 del ambiente. Las micrografías SEM confirmaron la estructura laminar de las muestras. Con respecto a la estabilidad a diferentes pH, las muestras de Fe-HDL son relativamente estables a pH mayores a 5 e inestables a pH menores a 5. Los estudios de cinética de adsorción de ibuprofeno muestran que la adsorción del mismo tiene lugar en dos etapas bien diferenciadas: una rápida que se completa antes de los 5 minutos de reacción y una lenta que llega a una aparente equilibración del sistema entre las 3 y 8 horas de reacción, dependiendo de la concentración inicial del adsorbato. La cantidad de ibuprofeno adsorbida a un cierto tiempo aumenta a medida que aumenta la concentración inicial del fármaco. También se observó que el aumento de pH produce una disminución en la cantidad de ibuprofeno adsorbido a cualquier tiempo de equilibración.