SÍNTESIS DE SORBENTE FUNCIONALIZADO CON UREA PARA RETENCIÓN DE METALES PESADOS

MELISA LEPEZ; AYELEN LÓPEZ; SANDRA VAZQUEZ; MABEL VEGA

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; XXXII Congreso Argentino de Química; 2019

Asociación Química Argentina

Los metales pesados, contaminantes de los cursos de agua, representan una de las mayores preocupaciones ambientales , son considerados los más peligrosos contaminantes, y constituyentes de los desechos industriales en todo el mundo. Estas especies provienen no sólo de la actividad antropogénica sino además de fuentes naturales y no pueden ser retirados de los sistemas acuáticos por procesos naturales debido a que no son biodegradables y se han convertido en uno de los mayores riesgos para plantas, animales y la vida humana en general, debido a la bioacumulación y toxicidad de los mismos.Diferentes procesos tecnológicos han sido aplicados para la eliminación de estos analitos de los cursos de agua, entre ellos podemos mencionar: procesos de precipitación química, electrólisis, intercambio iónico, adsorción y aunque existen gran cantidad de alternativas analíticas para la determinación de prácticamente la totalidad de los elementos, en la mayoría de los casos los análisis suelen ser complejos y de elevado costo.Entre los ya mencionados, la adsorción es uno de los métodos más usados en el tratamiento de aguas residuales. Para lograr un buen nivel de adsorción los sorbentes deben poseer características físico química específicas: elevada área superficial, presencia de grupos funcionales específicos en su superficie y un tamaño de poro controlado, entre otras. La mayor parte de las aplicaciones se han llevado a cabo utilizando carbones porosos de diversa procedencia.Los geles de carbono son materiales nanoporosos, formados mayoritariamente por carbono (C > 90 %), que se obtienen mediante reacciones de policondensación entre bencenos hidroxilados (resorcinol, fenol, catecol, etc.) y aldehídos (formaldehído, furfural, etc.), en un disolvente determinado (agua, metanol o acetona, entre otros), seguidas de una etapa de secado y posterior carbonización.Entre sus principales características se pueden encontrar su elevada área superficial, baja resistencia eléctrica, propiedades porosas y estructurales diseñadas en función de las condiciones de síntesis y procesado, diversas morfologías (polvo, monolitos, esferas, etc.), entre otras, por este motivo, los geles de carbono se han postulado como una alternativa muy prometedora para la retención de distintos analitos en agua, además sorbentes con grupos sulfónicos y grupos aminos en su estructura han demostrado un alto rendimiento en la eliminación de metales pesados y diversos aniones mediante interacciones electroestáticas.Los xerogeles orgánicos son unos de los sorbentes más utilizados, son materiales poliméricos nanoestructarados generados por reacción entre formaldehído y resorcinol que se caracterizan porque su síntesis se lleva a cabo generalmente en medio básico y en condiciones muy diversas. Las relaciones molares Resorcinol-formaldehído van de 1:1 a 1:3. Las variables que influyen sobre la formulación de la resina son la temperatura, la relación molar resorcinol-formaldehído, la concentración y el tipo de catalizador; siendo esta última variable de una gran influencia sobre la estructura molecular de la resina fenólica final. En este trabajo se presenta la síntesis de un xerogel con grupos aminos en su estructura, a través de la utilización de urea, por policondensación de resorcinol, urea y formaldehído, mezclando resorcinol con urea en agua desionizada a pH controlado con carbonato de sodio. Lograda la disolución completa se agrega el formaldehído para luego gelificar a una temperatura determinada durante 8 horas. El gel obtenido se seca en estufa hasta peso constante. El gel seco, se tritura hasta obtener un polvo fino y homogéneo. Éste se coloca para su carbonización en mufla. El carbón xerogel obtenido se lava con agua bidestilada y posteriormente se centrifuga. Luego, se seca en estufa hasta peso constante. La activación química del carbón xerogel, se realizó según se reporta en la bibliografía.La capacidad de retención del xerogel se evaluó haciendo pasar una solución de plomo de 10ppm por una minicolumna que contenía el sorbente obtenido, la muestra post columna se analizó mediante EAA frente a un patrón de Pb, los datos del plomo residual se encuentran por debajo del límite de cuantificación.El grado de retención del plomo sobre el xerogel obtenido, muestra que la intervención de la urea en el proceso de polimerización del sorbente carbonoso se encuentra dentro de los resultados esperados, aumentando la capacidad de retención con respecto al xerogel individual. Estos resultados permiten proyectar la utilización de este nuevo sorbente en la retención de metales pesados de características similares al plomo.