?Sintesis de Nanopartículas magnéticas para el tratamiento de iones fluoruros en solución?

LUCIA MORÁN AYALA; GABRIELA N. BOSIO; DANIEL MARTIRE

Congreso; VII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2016

Uso de nanomateriales magnéticos para eltratamiento de iones fluoruro en soluciónDaniel Martire, Gabriela Bosio, Lucia Moran-AyalaInstituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Calle 64 y Diag 113 s/n,1900 La Plata, ArgentinaEmail: luciamoran@inifta.unlp.edu.arObjetivos: preparar y caracterizar nanopartículas (NP´s) magnéticas de óxidos de hierro recubiertas con hidróxido de aluminio (mediante un enlace covalente) para ser usadas como adsorbentes de bajo costo para la remoción de fluoruros.Introducción: En el presente trabajo proponemos el uso de nanopartículas (NP´s) de Fe2O3 embebidas en hidróxido de aluminio (Fe2O3@Al(OH)3NP´s) para remover fluoruro. Este material se espera que presente una alta capacidad de adsorción y alta selectividad para fluoruro.Actividades y MetodologíaPreparación: se prepararon NP´s de maguemita desnudas por una modificación del método de descomposición térmica de precursores orgánicos [1]. El procedimiento consiste en la mezcla de: éter etílico, ácido oleico, oleilamina y acetilacetato de hierro (III) (Fe(acac)3). Se calentó a 245 ºC durante 2 horas, con agitación vigorosa. Se dejó enfriar hasta alcanzar la temperatura ambiente, se le agregó etanol y luego se centrifugó a 6000 rpm durante 15 minutos para lograr la precipitación de las partículas. Finalmente se realizó un lavado con etanol.Recubrimiento: el recubrimiento de las nanopartículas se realizó según dos métodos diferentes: (1) se empleó el método de bibliografía utilizado para magnetita [2] añadiendo gota a gota una solución de AlCl3 en éter etílico (relación molar 1:3 con la cantidad de hierro presente en la maguemita sintetizada) a la suspensión de las NP´s de Fe2O3 sonicada en éter etílico. La mezcla resultante se sonicó nuevamente durante 20 minutos. Por último se adicionaron aproximadamente 10 mL de acetona para facilitar la unión covalente entre las NP´s y el Al(OH)3. (2) Se suspendieron las partículas de maguemita en agua bidestilada y se goteó en paralelo, una solución de nitrato de aluminio y otra solución de NaOH. Este goteo duró aproximadamente 1 hora.Caracterización: se evaluaron los espectros FTIR y las imágenes de TEM para las muestras preparadas. Las muestras caracterizadas fueron: Fe2O3, Fe2O3@Al(OH)3 (antes de ser sometidas a la adsorción de fluoruro), y Fe2O3@Al(OH)3 luego de ser sometidas a distintas concentraciones de fluoruro en solución conocidas.Ensayos de adsorción de fluoruros: se determinaron las cinéticas de adsorción, para ello se pusieron en contacto soluciones acuosas de los contaminantes con los materiales adsorbentes, los que se separaron magnéticamente a distintos tiempos. Los iones fluoruros en la solución resultante se analizaron mediante un electrodo específico. Además se evaluó el efecto del pH sobre estos procesos.Resultados: (1) los espectros FTIR muestran un alto recubrimiento de las partículas con Al(OH)3, evidenciado por la banda del enlace Al-OH, a 3650 cm-1. (2) El análisis de las imágenes TEM arroja tamaños de partículas de alrededor de 10 nm.(3) las isotermas de adsorción de fluoruros muestran una remoción más eficiente para aquellas nanopartículas cuya modificación superficial fue realizada en medio orgánico.[1] I.O. Perez De Berti, et. Al, Nanotechnology V 24 (2013), 175601 (11pp).[2] X.Cui, et. Al, Biomaterials V 35 (2014), 5840-5846.