Síntesis de aerogeles de óxido de grafeno para su aplicación en adsorción de contaminantes en agua.

GIORDANO, PAULA; BISIO, MATÍAS; MORALES, GUSTAVO M.; MONGE, NATALIA

Rio Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto

La escasez de agua potable es uno de los principales problemas que atraviesa la población mundial en la actualidad; existen millones de personas (principalmente en áreas rurales) que aún carecen de agua limpia para prevenir y contener enfermedades. El 97% del agua del planeta es agua de mar o se encuentra contaminada, por lo que es imprescindible el desarrollo de tecnologías eficientes y amigables con el medio ambiente para la fabricación de agua limpia a partir de agua de mar o de agua contaminada [1]. Hay varias fuentes de contaminación del agua, como la descarga de desechos industriales, vertido de efluentes industriales y la escorrentía de los campos agrícolas. A su vez, existen varias tecnologías disponibles para la remoción de éstos contaminantes presentes en el agua, sin embargo, el proceso de adsorción cada vez es más considerado debido a su facilidad de operación, simplicidad y amplia aplicabilidad [2]. Los materiales destinados a la adsorción deben tener elevada área de superficie específica y estabilidad química y mecánica, es por eso que los materiales a base de carbono son apropiados para este fin [3]. Más específicamente, las estructuras 3D basadas en carbono, como los aerogeles, tienen ventajas como la presencia de macro poros interconectados, baja densidad y forma voluminosa macroscópica [4]. En el presente trabajo se sintetizaron aerogeles de óxido de grafeno (AGO) mediante el método de moldeo por congelamiento utilizando el hielo como molde y posterior liofilización. El óxido de grafeno empleado (GO) se sintetizó mediante una variación del método de síntesis de Hummers y Offeman [5]. Con el fin de modificar parcialmente la estructura del GO, se sintetizaron GO reducidos en agua (GO-H2O) y en NaOH (GO-NaOH), y se le realizaron distintos tratamientos térmicos, con el objetivo de observar como los cambios estructurales impactan en posterior cristalización de agua y por lo tanto en la morfología de poros en los arreglos 3D obtenidos. Los distintos tratamientos modifican las propiedades de adsorción y mojabilidad de los AGO. Los materiales sintetizados se caracterizaron mediante espectroscopia FTIR, FTIR-ATR, microscopia SEM y se estudió la hidrofobicidad/hidrofilicidad mediante análisis de ángulo de contacto de la superficie de los AGOs. Finalmente se evaluó la capacidad de adsorción de azul de metileno en solución acuosa.