SÍntesis, caracterización y utilización de una sílice mesoporosa modificada en la adsorción de Zn(II)

P. MARTIN; AGOSTO, MARÍA FLORENCIA; J. BENGOA; S. MARCHETTI; N. FELLENZ

CABA, Buenos Aires

Encuentro; 6º Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales; 2017

INTI

Desde su descubrimiento, los Materiales Mesoporosos Ordenados basados en SiO2, han sido utilizados en numerosas áreas que tienen como principio a la adsorción: catálisis, diseño de columnas cromatográficas, separación/purificación de biomoléculas, remoción de iones inorgánicos de matrices acuosas, etc. Estas aplicaciones han sido posibles debido a que estos materiales presentan características sobresalientes, como ser: elevada superficie específica, tamaño de poro regulable y la posibilidad de aumentar su especificidad como adsorbente al modificar las especies químicas superficiales mediante diferentes agentes funcionalizantes. El objetivo de este trabajo, es reportar la síntesis de una sílice mesoporosa ordenada, su posterior modificación superficial con grupos aminopropil y su utilización en la remoción de Zn(II) de matrices acuosas. La síntesis de MCM-41 se realizó mediante el método sol-gel empleando bromuro de hexadeciltrimetilamonio como agente directriz de la estructura y tetraetilortosilicato como fuente de silicio. Posteriormente, se modificó la superficie de la MCM-41 utilizando 3-aminopropiltrietoxisilano en tolueno. El sistema resultante se denominó MCM-41-NH2. Para determinar posibles cambios estructurales producidos por el anclado de los grupos -NH2, el material fue caracterizado antes y después de la amino-funcionalización por XRD a bajos ángulos, microscopía de escaneo, adsorción-desorción de N2 a -196˚C y FTIR. Finalmente se evaluó el desempeño de MCM-41-NH2 como adsorbente de Zn(II) acuoso. El material sintetizado presentó morfología esférica con un diámetro medio de partícula de 500 nm. Las características estructurales iniciales no se vieron alteradas por la funcionalización, mientras que la superficie específica y el diámetro medio de poro variaron de 1081 a 784 m2 g-1 y 2.9 a 2.5 nm, respectivamente, como consecuencia de la unión covalente de los grupos aminopropil. Los datos obtenidos en los ensayos de adsorción fueron ajustados mediante el modelo de Isoterma de Langmuir, e indicaron que el material obtenido es eficiente como adsorbente de Zn(II) acuoso (58.9 mg g-1).