Efecto del hierro (Fe) en la arcilla tipo 2:1, Na-MMT

V. L. DIAZ DE ROSA; A. V. GIL REBAZA.; M.L. MONTES; M.A. TAYLOR; R. E. ALONSO

Workshop; 106a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2021

La contaminación ambiental constituye uno de los más grandes problemas de la sociedad actual. En particular la contaminación del agua se ha convertido en uno de los aspectos de mayor trascendencia por su incidencia directa sobre la calidad de vida. Dentro de las tecnologías de remediación se encuentran las basadas en el proceso de sorción de los contaminantes. Entre los materiales adsorbentes, la montmorillonita (MMT) es ampliamente utilizada debido a su abundancia, área superficial especifica y capacidad de intercambio catiónico relativamentealtas (1). En la actualidad se busca, ademáss de las buenas propiedades de adsorción, impartir respuesta magnética a los adsorbentes para permitir su manipulación, mediante campos magnéticos externos, reduciendo así los riesgos potenciales para la salud asociados con los métodos de manipulación directa (2).El presente trabajo resume los resultados preliminares de un estudio que combina un enfoque teórico-experimental de la influencia del Fe sustitucional en Na-MMT, Na.0;41[(MgAl3O8(OH)4(Si8O12)]2; n(H2O). Los resultadospermitirían avanzar en un posterior estudio de las arcillas modificadas con óxidos de Fe magnéticos.El modelado las arcillas conteniendo Fe en su estructura interna se realizó dentro del marco de la Teoría de la Funcional Densidad (DFT). Los cálculos de primeros principios se realizaron usando el método de pseudopotenciales y ondas planas (Código Quantum Espresso (3)). El término de correlación-intercambio ha sido descrita con GGA-PBE (4). Se ha determinado el gradiente de campo eléctrico en diferentes átomos utilizando el método GIPAW (5), los cuales serían contrastados con datos experimentales, NMR u otras técnicas nucleares. En particularpara el caso de Fe se comparara con medidas obtenidos por espectroscopia Mossbauer.Con la finalidad de obtener distintas disoluciones de Fe en Na-MMT, se ha considerado la fase pristina y las superceldas de 2x1x1 y 2x2x1 de Na-MMT, en donde un átomo de Mg se ha reemplazado por uno de Fe.Referencias1. Uddin MK. A review on the adsorption of heavy metals by clay minerals, with special focus on the past decade. Chemical Engineering Journal 308 (2017) 438. DOI: 10.1016/j.cej.2016.09.0292. Montes ML, Barraque F, Bursztyn Fuentes AL, Taylor MA, Mercader RC, Miehe-Brendle J, Torres Sanchez R M. et al. Eect of synthetic beidellite structural characteristics on the properties of beidellite/Fe oxides magnetic composites as Sr and Cs adsorbent materials. Materials Chemistry and Physics 245 (2020) 122760. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.1227603. Giannozzi P, Baseggio O, Bonfa P, et al. Quantum ESPRESSO toward the exascale, J. Chem. Phys. 152 (2020) 154105. DOI: 10.1063/5.00050824. Perdew JP, Burke K, Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple. Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 1396. DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.38655. Yates J R, Pickard C J, Mauri F. Calculation of NMR chemical shifts for extended systems using ultrasoft pseudopotentials. Phys. Rev. B 76 (2007) 024401. DOI: 10.1103/PhysRevB.76.024401