Adsorción de sustancias de uso farmacéutico en sistemas acuosos. utilizando materiales carbonosos

ONAGA MEDINA, FLORENCIA M.; AVENA, MARCELO; PAROLO, MARÍA E.

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

AAIFQ

El presente trabajo se enfoca en el empleo de un material nanoparticulado obtenidopor oxidación química de un grafito de fuente natural (Gr), aplicando el método de Tour, ,para la remoción por adsorción de cafeína (CF) de matrices acuosas. A fin de optimizar suseparación mediante la aplicación de un campo magnético, el material así obtenido (GO)fue también magnetizado con nanopartículas de magnetita (Fe3O4). Se mezclaron endiferentes proporciones para obtener tres nanomateriales magnéticos (GO_MAG1,GO_MAG2 y GO_MAG3), que poseen las tres siguientes relaciones de masas de GO:Fe3O4, respectivamente: 1:5; 1:2,5 y 1:0,5.Entre los ensayos de caracterización realizados, los diagramas de DRX evidencianmodificaciones en la estructura del Gr luego de la oxidación. Sin embargo, las áreassuperficiales BET tanto del Gr como del GO no sufrieron modificaciones producto deltratamiento oxidativo, obteniéndose valores de 4,57 y 5,36 m2 g-1, respectivamente. Laeficiencia en la oxidación del material pudo demostrarse a partir de diferentes técnicas decaracterización. Mediante espectroscopia IR se detectaron grupos funcionales oxigenadospresentes en GO: -OH (3430 cm-1); C=O (1716 cm-1); C=C (1576 cm-1); C-OH (1356 cm-1); C-O-C (1173 cm-1). En el caso de los materiales magnetizados se observaron bandas de absorción IR de Fe-O (575 cm-1) correspondientes a la magnetita incorporada. Losresultados de TGA también aportaron evidencias respecto de la presencia de gruposoxigenados en el GO. En dicho material se identificaron tres etapas: en la primera se eliminóagua y grupos oxigenados más lábiles, luego los grupos oxigenados más estables y porúltimo la degradación final con una pérdida de masa de 45% entre 450-550oC. En cambio,en el Gr se confirma su alta estabilidad térmica cuya descomposición comienza a los 500oC,perdiendo alrededor del 97% de masa al alcanzar los 800oC. A su vez, las determinacionesde los potenciales z tanto del Gr y GO, mostraron valores negativos en el intervalo de pHanalizado (2-11), siendo los mayores potenciales los correspondientes al GO. Todos estosresultados permiten verificar oxidación del Gr.En lo que respecta a la adsorción de CF, la capacidad de adsorción a pH 5 y 22±1oCde Gr fue superada ampliamente por el material oxidado GO, alcanzando valores de 34,12y 80,45 mg g-1 respectivamente. Sin embargo, paras las tres magnetizaciones realizadas nose logró alcanzar valores semejantes al de GO: 19,06 mg g-1 (GO_MAG3) > 6,05 mg g-1(GO_MAG2) > 4,96 mg g-1 (GO_MAG1), en todos los casos trabajando con concentracionesde sólido de 500 mg L-1. Las diferencias en las capacidades de adsorción de CF para eladsorbente GO pueden atribuirse principalmente a la interacción de dicha molécula con losgrupos oxigenados generados por la oxidación. Así también, los ensayos de adsorciónrealizados con los materiales magnetizados pueden sugerir que la Fe3O4 podría ocuparalgunos sitios activos de los materiales oxidados, disminuyendo así la posibilidad depresentar interacciones con la CF.