Adsorción de ácido fenilfosfónico sobre goethita

GÓMEZ, SEBASTIÁN; GENTILE, MARIANA; LUENGO, CARINA; AVENA, MARCELO

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

AAIFQ

Introducción: El diseño de nuevos materiales para generar o almacenar energíarenovable comprende parte del interés científico actual [1]. Los dispositivos comoalgunas células fotoelectroquímicas, se basan en la interacción de moléculasorgánicas con superficies de óxidos y su rendimiento se relaciona con lascaracterísticas de su adsorción [2]. Los ácidos fosfónicos presentan el grupo deanclaje -PO(OH)2 y presentan buena resistencia química y enlaces fuertes con lasuperficie de los óxidos metálicos.El objetivo principal es el estudio de la adsorción de ácido fenilfosfónico (FF) en lasuperficie de goethita (α-FeOOH) para dilucidar un posible mecanismo de adsorción.La goethita es uno de los minerales de hierro termodinámicamente más estables y esfácilmente sintetizado en el laboratorio.La goethita se sintetizó por el método de co-precipitación propuesto por Atkinson et al.[3] y se caracterizó por FTIR, ATR, DRX, SEM, TEM, análisis térmico y movilidadelectroforética.Se estudió la adsorción de FF en condiciones de equilibrio realizando isotermas adiferentes pH. Además, se llevaron a cabo estudios de cinética de adsorción y seanalizó el efecto de la concentración inicial del FF, pH, velocidad de agitación ytemperatura. La concentración de FF se determinó por espectroscopia UV-Visible a λ210 nm.Resultados y conclusiones: La caracterización de la goethita demostró que lamorfología y demás propiedades son características para este oxihidróxido de hierro.Por otro lado, las isotermas de adsorción presentan una clara dependencia con el pH,obteniéndose un máximo de 180 μmoles/g a pH 4,5. La adsorción consta de dosetapas: una rápida que se completa antes de los 5 minutos y una lenta que alcanza unaparente equilibrio entre las 3 y 8 horas de reacción. La cantidad de FF adsorbidodisminuye al aumentar el pH de trabajo, probablemente por consecuencia de unamenor atracción electrostática entre la superficie y el FF; se genera una disminuciónde la carga superficial positiva de la goethita que interacciona más débilmente con losaniones fenilfosfonatos. La cinética no se ve afectada por la velocidad de agitación yaumenta al incrementar la temperatura de reacción. Los estudios de movilidadelectroforética de la goethita luego de la adsorción de FF en el rango de pH 3-11mostraron que el potencial zeta disminuye a medida que la concentración de FFadsorbida es mayor. Esto puede deberse a la formación de complejos de esferainterna entre el FF y los grupos superficiales de la goethita.