Síntesis de Hidróxidos Dobles Laminares y evaluación de la remoción de nitratos en agua

PEÑA, GIPSY; CANO, L.A.; ALVAREZ, VERA

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Los Hidróxidos Dobles Laminares (HDL), también conocidos como compuestos del tipo hidrotalcita,pertenecen a una clase de minerales arcillosos aniónicos, formados estructuralmente por laminas tipobrucita (Mg(OH)2), donde la sustitución de algunos cationes Mg2+ por un catión trivalente, le confiere uncarácter positivo a las láminas de la estructura, esta es compensada por la presencia de aniones los cuales sealoja en la zona interlaminar junto a moléculas de agua. Los HDL poseen una formula molecular general Mx2+My3+ (OH)2(x+y) A y/n−n · mH2O, donde M2+ y M3+ son iones metálicos divalentes y trivalentes, respectivamente,A-n representa a un anión interlaminar n valente inorgánico u orgánico y x es la fracción molar del catióntrivalente [1]. Cuando estos compuestos son calcinados su estructura colapsa, pero si luego son hidratadosen presencia de algún anión de interés, los HDL recuperan su estructura atrapando estos aniones en lo quese conoce como efecto memoria [2]. Teniendo en cuenta las propiedades adsorbentes y el efecto memoriaque poseen estos sólidos, en este trabajo se sintetizo un HDL y se evaluó su capacidad de absorción denitratos en agua, un anión de interés especial ya que la ingesta de nitratos ha demostrado tener efectosnocivos sobre la salud, en especial de niños, causando metahemoglobinemia la cual se caracteriza por unareducción de la capacidad de transportar oxígeno [3] y también se ha asociado con un aumento en el riesgode diferentes tipos de cáncer [4]. Se realizó la síntesis de HDL mediante el método de coprecipitación, dondese emplearon tres soluciones, una con Mg/Al en relación 3:1, usando Mg(NO3)2 y Al(NO3)3 en una solución1,5 M, la segunda de Na2CO3 1M y por ultimo NaOH 2 M. Estas soluciones fueron agregadassimultáneamente a razón de 1mL/min aproximadamente, manteniendo temperatura de 60 ºC y unaagitación de 300 rpm, posterior a su completa adición, se mantuvo en agitación y calentamiento por 3h, paraluego dejar envejecer durante la noche y realizar filtrado y lavado hasta un pH de aproximadamente 7, elsólido obtenido fue secado a 90ºC, molido, tamizado y calcinado a 500ºC antes de su uso. Con el fin deevaluar su capacidad de adsorber iones nitratos en agua y establecer una dosis óptima de HDL, se realizaronpruebas con 10, 50, 100 y 200 mg de HDL calcinada en 50 ml de solución de nitratos a una concentración de100 mg/L de NO3- , dejando en agitación durante un tiempo, con el fin de monitorear el comportamiento yestablecer el punto de equilibrio. Se determinó la dosis óptima en 100 mg, con un porcentaje de remociónde 70,7%. Posteriormente se realizó estudió de la cinética de adsorción, obteniendo resultados que seajustan de forma simultánea al modelo de pseudo primer orden y de difusión intrapartícula.