Remoción de cadmio de muestras de agua utilizando un novedoso carbón xerogel funcionalizado con Tiourea

LEPEZ MELISA; PAREDES DEIDAMIA; VEGA MABEL; MARTINIS ESTEFANIA

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Asociación Argentina de Química Analítica

El cadmio es considerado uno de los contaminantes ambientales más peligrosos, debido a que no es biodegradable ya su potencial de bioacumulación en los organismos vivos1. La Agencia de Protección Ambiental EE.UU. (EPA) ha clasificado al Cd como un carcinógeno humano a bajos niveles de exposición2. Este elemento proviene de fuentes naturalesy diversas actividades antropogénicas. Las fuentes antropogénicas principales son las actividades industriales, minería,fundición y refinado. El Cd está naturalmente presente en muy bajos niveles en los entornos acuáticos y sistemas biológicos. La persistencia en el ambiente de este elemento ocasiona una problemática de gran preocupación ya que no puedeser retirado de los sistemas acuáticos por procesos naturales.Diferentes procesos tecnológicos han sido aplicados para la eliminación de este contaminante de los cursos de aguadestinados a consumo humano, entre ellos podemos mencionar: procesos de precipitación química, electrólisis, intercambio iónico y adsorción. Éste último es uno de los métodos más usados en el tratamiento de aguas residuales. Losxerogeles orgánicos son materiales novedosos que pueden ser empleados como sorbentes en procesos de adsorción.Se caracterizan por ser materiales porosos obtenidos mediante policondensación de monómeros en el denominadoproceso sol-gel3. La presencia de heteroátomos (como oxígeno, nitrógeno, boro, azufre o fósforo) en estos materiales decarbono permite controlar sus propiedades electrónicas, por ejemplo, aquellos que contienen en su superficie gruposcarboxilos y grupos sulfónicos remueven contaminantes mediante intercambio iónico4. Además, los carbones dopadosbifuncionalmente o multifuncionalmente, que tienen más de un heteroátomo en su superficie / volumen, han surgidorecientemente como materiales muy prometedores para diversas aplicaciones. Por ejemplo, se han observado efectossinérgicos interesantes al combinar azufre y nitrógeno como dopantes5. A pesar de tener una electronegatividad similara la del átomo de carbono, el azufre induce la formación de defectos en la estructura del carbono como consecuenciade su tamaño atómico, disponiendo de electrones polarizables, lo que promueve defectos en la estructura electrónicadel carbono6. El presente trabajo describe una técnica alternativa para remover Cd de cursos de agua natural, medianteel uso de un nuevo carbón xerogel, cuya síntesis se realizó a través de policondensación de resorcinol, y funcionalización durante el proceso de síntesis, reemplazando resorcinol por tiourea en distintas proporciones. La introducciónde nitrógeno y azufre en la estructura a través del uso de tiourea, se plantea como una alternativa menos costosa y demenor impacto ambiental comparado con el uso de elevadas concentraciones de resorcinol.El procedimiento para evaluar la capacidad de remoción de los xerogeles consistió en un sistema de flujo continuoempleando una microcolumna cónica conteniendo 50 mg de sorbente. Se empleó 10 mL de solución de concentraciónconocida de Cd y un caudal de 0,17 mL.min-1. El ensayo se repitió por cada sorbente sintetizado. Las concentracionesdel patrón post columna se midieron mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito (GFAA).Se realizó un estudio comparativo de las capacidades de remoción de los distintos sorbentes evaluando parámetroscinéticos.