Adsorción y reducción de cromo hexavalente sobre Sílices Mesoporosas Ordenadas modificadas

MARTIN, PEDRO; AGOSTO, MARÍA FLORENCIA; PÉREZ-ALONSO, JOSÉ F.; GARCÍA-FIERRO, JOSÉ L. ; FERNANDO BENGOA; MARCHETTI, SERGIO; FELLENZ, NICOLÁS

Buenos Aires

Simposio; 5th International Symposium on Environmental Biotechnology and Engineering; 2016

UNSAM

Diferentes actividades industriales generan desechos con altos contenidos de cromo: producción metalúrgica, acabado de metales, tratamiento de pieles (curtiembres), síntesis de pigmentos, entre otras. En medio acuoso el cromo puede encontrarse en dos estados de valencia, hexavalente (Cr(VI)) y/o trivalente (Cr(III)). Entre estas dos especies, las de cromo hexavalente poseen mayor solubilidad y movilidad en ambientes acuosos junto a la capacidad de atravesar membranas celulares. Así, el cromo hexavalente está definido como una especie con valores de biotoxicidad notablemente mayores que su par trivalente. Con el objetivo de desarrollar procesos para la eliminación de cromo hexavalente de matrices acuosas, una amplia variedad de sólidos han sido propuestos como eficaces adsorbentes. Estos materiales han conseguido separar el Cr(VI) de la fase acuosa a través de interacciones superficiales, y algunos de ellos, como los carbones dopados con nitrógeno, sólidos de origen biológico como las algas y algunas arcillas minerales, presentaron un mecanismo de remoción que inicia con la adsorción de Cr(VI), en la forma de Cr2O72-, CrO4- o HCrO4-, y continúa con la reducción hacia la especie trivalente menos tóxica. Estos sólidos, con capacidad de adsorción-reducción, presentan una enorme ventaja frente a aquellos que solo adsorben Cr(VI), ya que dan lugar a procesos de remediación más efectivos.En este trabajo se discute sobre la interacción del cromo con sílices mesoporosas ordenadas (OMS) amino-funcionalizadas. Además, se analiza la relación entre el tamaño de partícula del adsorbente OMS y su capacidad para la remoción del metal. Para esto, se sintetizaron dos sólidos con estructura de MCM-41 con igual tamaño de poro (2.5 nm) y superficie específica (BET), pero diferente diámetro medio de partícula. Posteriormente se incorporaron grupo NH2 superficiales mediante tratamiento post-síntesis con aminopropiltrietoxisilano en tolueno. Los híbridos orgánicos/inorgánicos resultantes fueron caracterizados mediante espectroscopía fotoeletrónica de rayos X (XPS), sorción de N2 a 77 K, análisis termogravimétrico (TGA) y microscopías de escaneo y transmisión electrónica (SEM, TEM). Los materiales mesoporosos sintetizados presentaron altas capacidades para la eliminación de Cr(VI) a través de un mecanismo mixto de adsorción y reducción, no reportado hasta ahora para este tipo de materiales. Además, los resultados hallados demuestran que el tamaño de partícula es un parámetro fundamental que debe ser tenido en cuenta, junto con la superficie específica del sólido, a la hora de desarrollar adsorbentes con altas capacidades de retención.