Remediación de efluentes por medio de de bio-aerogeles

MELINA KLOSTER; NORMA E. MARCOVICH; MIRNA A. MOSIEWICKI

Mar del Plata

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros (SAP 2023) - I Congreso Argentino de Materiales Compuestos (COMAT 2023); 2023

INTEMA

Mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación y el porcentaje de aguas residuales sin tratar es unade las metas incluida en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU para el año 2030. Con lavista puesta en la remediación de efluentes, este trabajo tiene como objetivo la obtención y caracterizaciónde aerogeles basados en quitosano para ser utilizados como adsorbentes de colorantes en medio acuoso.Se partió de soluciones de quitosano (Q ? 4 y 5%p/v) en ácido acético diluído (2%v/v) que se mezclaron conotras conteniendo diferentes proporciones de glutaraldehído (GA ? 1 y 5%p/pQ). Las mezclas se dejaron gelarpor 24 h y se liofilizaron, obteniéndose los aerogeles Q-4-GA-1, Q-4-GA-5 y Q-5-GA-1.Se determinó que la densidad (Fig. 1a) del material obtenido aumenta con la cantidad de Q en lasformulaciones, pero no se ve afectada por la proporción de GA empleada. Un aumento en la cantidad de Qy/o GA produce una disminución del porcentaje de poros accesibles (Fig. 1b), debido a que una mayorviscosidad dificulta que los cristales de hielo producidos durante el congelamiento formen una estructurainterconectada; además, se observa una disminución en el grado de hinchamiento (GH) de la muestra enagua (Fig. 1c) debido a que aumenta la rigidez de la estructura impidiendo su expansión.En las fotografías e imágenes de microscopía óptica (Fig. 1e) se puede observar que al aumentar la cantidadde GA la muestra se vuelve más amarronada, debido a la reacción entre el Q y GA [1], y la estructura porosaresulta más abierta. En los tres casos analizados se observan tamaños y formas de poros heterogéneos.Para probar el desempeño de los materiales como adsorbentes, se efectuaron ensayos de cinética utilizandoel colorante aniónico Rojo Congo (RC). El modelo de pseudo-segundo orden (qt=(k.qe2.t /(1+k.qe.t)) (Fig. 1d)fue el que mejor ajustó los datos experimentales, lo que sugiere que el factor limitante de la velocidad delproceso es la quimisorción. Se logró obtener una remoción del 54, 25 y 63% del colorante para Q-4-GA-5, Q-4-GA-1 y Q-5-GA-1, respectivamente. Al aumentar la cantidad de Q manteniendo la proporción de GA,aumenta la cantidad de grupos amino libres (-NH2) que son los principales responsables de la capacidad deadsorción (qe) por medio del mecanismo de atracción electrostática. Si bien cuando aumenta la cantidad deGA disminuye la cantidad de -NH2 libres, se observa que aumenta qe lo que se podría relacionar a cambiosestructurales y texturales que favorecen el acceso de las moléculas de RC a los sitios de adsorción [2].