Nanoadsorbentes magnéticos funcionalizados con micelas de surfactantes confinadas y grupos aromáticos para la remoción de contaminantes orgánicos

MARCOS E. PERALTA; DANIEL O. MARTIRE; MARIA E. PAROLO; LUCIANO CARLOS

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química inorgánica; 2021

En los últimos años se ha investigado el uso de nanoadsorbentes magnéticos como una alternativa para la remoción de contaminantes orgánicos de matrices acuosas, como hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs) y contaminantes emergentes (CECs). En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de magnetita y se las recubrió con una capa híbrida de sílice-surfactante empleando ortosilicato de tetraetilo y cloruro de 3-(trimetoxisilil)propiloctadecildimetilamonio (TPODAC) como agente director de estructura. Parte del material así preparado (MMST) fue luego modificado con trimetoxifenilsilano, obteniéndose un adsorbente que además de las cadenas carbonadas del surfactante presenta un grupo fenilo adicional (MMST-Ph). Los materiales fueron caracterizados exhaustivamente y se evaluó su capacidad de remoción de PAHs y CECs en experimentos batch. La caracterización textural y morfológica de MMST sugiere que consiste en nanopartículas de magnetita recubiertas con una capa híbrida de micelas de TPODAC confinadas de modo covalente a la red de sílice, lo que les confiere un carácter hidrofóbico. Por otro lado, los grupos aromáticos en MMST-Ph estarían enlazados a la superficie externa de la sílice. La modificación orgánica y la presencia de las funciones químicas fue comprobada por TGA y FTIR. Las curvas de magnetización muestran un comportamiento superparamagnético. En ensayos batch, el CEC ibuprofeno con MMST presentó una isoterma tipo Langmuir (qmax = 78 mg g-1), mientras que el PAH antraceno con MMST-Ph ajustó a una isoterma tipo Freundlich (KF = 64,7). En comparación, los nanoadsorbentes preparados mostraron una capacidad de adsorción superior a otros nanomateriales de sílice modificada con organosilanos (qmax = 45 mg g-1 para ibuprofeno (1) y KF = 7,3 para antraceno (2)). Además, ambos nanoadsorbentes pudieron ser exitosamente regenerados con etanol y reutilizados 8 veces consecutivas. Los nanoadsorbentes sintetizados mostraron una considerable capacidad de remoción de contaminantes orgánicos, fácil separación del medio acuoso una vez usados y posibilidad de regeneración y reutilización múltiples veces.