Nanopartículas de Fe3O4 recubiertas con ácidos orgánicos para la remoción de contaminantes en medios acuosos

BELEN MARQUINA; MARCOS E. PERALTA; MONICA SAVINI; LUCIANO CARLOS; MARIA E. PAROLO

Tucuman

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química inorgánica; 2019

Introducción. En los últimos años se ha incrementado el uso de sustancias que impactan negativamente en la calidad de los recursos hídricos. Se han detectado en diversas matrices ambientales contaminantes orgánicos, incluyendo agroquímicos, hidrocarburos y derivados y, más recientemente, contaminantes emergentes, como fármacos y productos de cuidado personal. Esta situación hace necesario aplicar tecnologías que permitan reducir la contaminación en matrices acuosas. De los varios tratamientos de aguas conocidos, la adsorción se presenta como una de las alternativas más atractivas debido a su eficiencia, simplicidad y bajo costo. El presente trabajo tiene como objetivo sintetizar nanoadsorbentes magnéticos, caracterizarlos mediante diversas técnicas fisicoquímicas (FTIR, TGA, DRX, Potencial Z y TEM) y evaluar su aplicación en la remoción de contaminantes orgánicos hidrofóbicos.Resultados. Se prepararon nanopartículas de magnetita (Fe3O4) recubiertas con diferentes ácidos orgánicos: ácido oleico (OA), ácido esteárico (SA) y ácido benzoico (BA) mediante una modificación del método de coprecipitación. A los materiales obtenidos se los denominó Fe3O4-OA, Fe3O4-SA y Fe3O4-BA. A partir de los resultados de caracterización se observó que los materiales presentan bandas características en sus espectros FTIR que evidencian un anclaje bidentado entre el grupo carboxilato de los ácidos orgánicos y el grupo superficial Fe-OH de la magnetita. El difractograma de rayos X sugiere que la fase cristalina formada corresponde a magnetita. El rendimiento en el recubrimiento orgánico se cuantifico por pérdida de masa mediante TGA, resultando para todos los materiales mayor al 26%. El Potencial Z de los nanoadsorbentes se registró entre pH 2 y 12, y los puntos isoeléctricos determinados oscilaron entre pH 3 y 7. Se evaluó el efecto de la masa de adsorbente (50-500 mg L-1) para los tres materiales utilizando antraceno (ANT) como contaminante modelo (300 g L-1). Se registró la isoterma de adsorción de ANT sobre Fe3O4-OA en modo batch a 22 °C. A partir del ajuste de los datos experimentales con el modelo de Langmuir se calculó la capacidad de adsorción máxima (qm = 5,5×103 μg ANT g-1) y la constante de Langmuir (KL = 0,035 L μg-1).Conclusiones. Los nanoadsorbentes se prepararon mediante una metodología sencilla y económica, mostraron una alta capacidad de remoción de ANT y se separaron eficazmente del medio acuoso. Estos resultados, muestran a las nanopartículas magnéticas recubiertas con ácidos orgánicos como una potencial alternativa en la remoción de contaminantes orgánicos hidrofóbicos en aguas.