Ferrogeles macroporosos de poli(vinilpirrolidona) adsorbentes de colorantes, obtenidos mediante una estrategia criogénica, in-situ y de un solo recipiente

ANA C. SACANONE; CRISTINA E. HOPPE; HERNÁN E. ROMEO; JIMENA GONZÁLEZ

Río Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Una variedad de tintes tóxicos, cancerígenos y no biodegradables utilizados en las industrias textil, cosmética, papelera y plástica se desechan en grandes cantidades sin el tratamiento requerido, afectando en gran medida a los recursos hídricos [1]. Actualmente, diferentes trabajos de investigación están enfocados en encontrar el método ideal (económico, eficiente y simple) de remediación del agua, para dejarla limpia de dichos colorantes. Con el mismo enfoque, en este trabajo, se obtuvieron ferrogeles macroporosos de poli(vinilpirrolidona) (PVP) con buenas propiedades magnéticas y alta capacidad de adsorción de colorantes catiónicos y aniónicos, mediante la combinación de procesamiento de crioestructuración y generación in-situ de nanopartículas magnéticas (MNPs). Soluciones acuosas de PVP (8 y 16 % en peso) se entrecruzaron utilizando persulfato de amonio como iniciador de radicales a través de un proceso que permite controlar fácilmente la suavidad del gel, variando la temperatura del tratamiento y laconcentración de persulfato y polímero. La crioestructuración de estos geles no requirió liofilización posterior, lo que permitió la formación de materiales macroporosos con alta área superficial y buena flexibilidad a través de un proceso simple y económico. Se produjeron ferrogeles con y sin macroporos mediante precipitación in-situ de MNPs en estas matrices preformadas. La estrategia seleccionada para la síntesis permitió obtener una alta capacidad de hinchamiento y una elevada respuesta magnética, requeridas para el uso de estos hidrogeles como adsorbentes y separadores magnéticos. Se probó la capacidad de los materiales obtenidos en la eliminación de los colorantes orgánicos modelo, Azul de Metileno (AM) y Naranja de Metilo (NM), con buenos resultados para ambos tipos de contaminantes. Esta versatilidad se asoció con las excelentes propiedades de la PVP para complejar especies aniónicas y catiónicas y también con la alta capacidad de hinchamiento de los geles. Tanto la macroporosidad como la incorporación de MNPs a la matriz polimérica, favorecieron la adsorción de los colorantes AM y NM. La captación de las moléculas orgánicas aumentó significativamente en matrices poliméricas con mayor contenido de MNPs, independientemente del grado de hinchamiento, posiblemente debido al papel de la superficie de las MNPs en el proceso de adsorción. Las propiedades magnéticas no sólo aportan simplicidad en la manipulación del adsorbente, sino que también, permiten la reutilización del mismo, luego de procesos de desorción de los contaminantes captados en la matriz. La combinación de buenas propiedades magnéticas y de adsorción con la técnica de procesamiento fácil, económica y sencilla que se propone, hace que estos ferrogeles macroporosos sean excelentes candidatos para la descontaminación y limpieza del agua.REFERENCIAS1. Toprak, T. et. al. Jour. of Text. Eng. & Fas, Tech. 2 (4), 2017, 429–442.