Evaluación de la capacidad de adsorción de arsénico en materiales compuestos por hidroxiapatita y nanopartículas de óxidos de hierro en diferentes proporciones

SCHEVERIN, VERÓNICA N.; LUCIA SCHMIDT; ELISA MARIEL DIAZ; HORST, MARÍA F.; LASSALLE, VERÓNICA L.

Bahía Blanca

Congreso; XXII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2023

INQUISUR

La hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2) es un mineral esencialmente no tóxico y biocompatible que posee capacidad para adsorber arsénico (As) en medios acuosos. Se ha reportado que la incorporación de nanopartículas de óxidos de hierro en minerales, como la zeolita, produce una mejora significativa en las propiedades de adsorción de As [1]. El objetivo de este trabajo es obtener materiales compuestos mediante la combinación de hidroxiapatita y nanopartículas de magnetita (HApM) en diferentes proporciones, con el fin de evaluar cómo afecta la proporción del óxido de hierro sobre a la capacidad de adsorción del arsénico.Para lograr esto, se sintetizaron dos materiales adsorbentes, HApM1 y HApM2, utilizando una metodología de síntesis hidrotermal, en donde HApM2 contiene una proporción de óxido de hierro dos veces mayor a la que presenta HApM1. Los materiales obtenidos se caracterizaron mediante técnicas como FTIR, DRX, TEM y SEM. Además, se determinaron el potencial Z y el diámetro hidrodinámico. La capacidad de adsorción (Q) para la remoción de As se evaluó en sistemas batch. Se realizaron ensayos de cinética e isotermas de adsorción, y se evaluó el ajuste de diferentes modelos cinéticos y de isotermas a los datos experimentales para explicar los procesos de adsorción, comparar las constantes de velocidad y predecir las capacidades de adsorción máximas.Los resultados obtenidos mostraron que la Q de As de ambos materiales aumenta rápidamente con el tiempo de contacto (Figura 1), alcanzando el equilibrio a los 30 min para ambos materiales. Las cinéticas de ambos materiales pudieron ser bien explicadas por el modelo cinético de pseudo segundo orden. En este sentido, se encontró que las Q en el equilibrio registradas fueron 2.24 y 2.00 para HApM1 y HApM2. Adicionalmente las constantes de velocidad k2 fueron 0.99 y 0.31 g(mg min)-1 para HApM1 y HApM2, respectivamente.Estos resultados indican que un aumento en la proporción de óxido de hierro no provoca un incremento en la capacidad de adsorción de arsénico de los materiales nanocompuestos, en condiciones de equilibrio, posiblemente debido a la mayor aglomeración de las nanopartículas de magnetita debido a las fuerzas de atracción magnéticas y/o la oclusión de los sitios activos de la hidroxiapatita por parte de las nanopartículas de óxidos de hierro.