Adsorción de minociclina en óxido de cerio(IV). Efectos del pH, fuerza íonica y temperatura.

M. BRIGANTE; P. C. SCHULZ

Mar del Plata

Congreso; Argentina y Ambiente 2012. I Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental, y Primer Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de ciencia y Tecnología Ambiental; 2012

La contaminación ambiental a través del uso de fármacos ha representado una amenaza potencial para los seres humanos, animales y plantas durante los últimos 10 años ya que muchos de estos compuestos son solubles en agua y resistentes a la degradación química y biológica. El adsorbente que se utiliza normalmente en la remoción de medicamentos es el carbón activado. Sin embargo, este material posee las desventajas de que no es activo con moléculas hidrofílicas o cargadas eléctricamente, posee tamaño de poro menor a 2 nm y que su regeneración es cuestionable. Por ese motivo, la síntesis de nuevos materiales para la eliminación de fármacos ha concentrado la atención en los últimos años, principalmente de sólidos con área superficial, tamaño de poro y actividad catalítica elevados. El objetivo de este trabajo fue, por lo tanto, estudiar la adsorción del antibiótico minociclina (MC) en nanopartículas mesoporosas de óxido de cerio (IV) o ceria, CeO2. Este material fué sintetizado en el laboratorio, y consistió de partículas cuyo tamaño de grano y de poro promedio fue de 10 y 2.02 nm, respectivamente. Los estudios de adsorción fueron llevados a cabo en experimentos batch, evaluando diferentes condiciones de pH, fuerza iónica y temperatura. Los resultados obtenidos revelan que la adsorción de MC en CeO2 es fuertemente dependiente del pH, aumentando al disminuir el pH de 9,5 a 4,4. El mecanismo de adsorción, controlado por procesos de difusión, está relacionado a interacciones electrostaticas y/o formación de enlaces de hidrógeno principalmente entre los grupos funcionales del antibiótico (dimetilamino, amido, carbonílico, fenólico) y del CeO2. La capacidad de adsorción a pH contante es también fuertemente dependiente de la fuerza iónica y de la temperatura, aumentando al disminuir la concentración de KCl de 0.1 a 0 M, y al aumentar la temperatura de 5 a 45ºC. El análisis de los datos termodinámicos sugieren que la adsorción de herbicida en CeO2 es endotérmica y no espontánea. Los resultados obtenidos tienen una importancia significativa en procesos medioambientales. Es conocido que la ceria mesoporosa es utilizada en varios procesos (e.j. catálisis, censores de gases, celdas de combustibles, filtros UV, aislantes, etc.) debido a su elevada estabilidad química y térmica. Sin embargo, los resultados obtenidos demuestran que este material podría también actuar como un excelente y alternativo adsorbente en la remocion de antibióticos y/u otros contaminantes en efluentes industriales.