Estabilidad del óxido de grafeno en sistemas acuosos: comportamiento en presencia de contaminantes emergentes.

FEDERICO A. O. RASSE-SURIANI; VITTORIO BOFFA; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG

Congreso; IV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2019

En aguas naturales la bio- y foto-degradación son las rutas más importantes en la eliminación de compuestos tóxicos. Esta última puede ocurrir de manera directa o indirecta (fotosensibilización). Asimismo en aguas residuales, que por lo general poseen una composición compleja y variada, las interacciones entre contaminantes pueden producir modificaciones en las características fotofísicas y fotoquímicas propias de cada uno de sus componentes. Es por este motivo que el estudio in vitro de la fotodegradación de mezclas de contaminantes representa una aproximación un poco más cercana a la complejidad que exhiben los sistemas reales. Además, cabe mencionar que, el estudio de mezclas es un área con un menor grado de desarrollo debido en parte a las mayores dificultades relacionadas tanto a aspectos fisicoquímicos como analíticos. En la actualidad uno de los materiales bidimensionales más prometedores, funcionalizable y con gran potencial en aplicaciones tanto medioambientales como energéticas es el óxido de grafeno (GO). Dichas aplicaciones impulsan el progreso en su producción o preparación, y por consiguiente su inevitable descarga en aguas residuales al medio ambiente. Por otro lado, se ha reportado que distintos tipos de GO son tóxicos para varios organismos, incluyendo bacterias, animales y humanos. Además, por su demostrada capacidad de acumulación puede causar un efecto tóxico grave a largo plazo en seres vivos. Por lo tanto la presencia de este material, así como de sus derivados y/o productos de degradación, en aguas residuales representa un peligro latente y resulta necesario realizar estudios que permitan evaluar su comportamiento en medio acuoso.En este trabajo se presenta un estudio comparativo de la degradación de GO de distintas antigüedades bajo irradiación tanto en presencia como en ausencia de contaminantes emergentes. Se emplearon alcaloides naturales derivados del triptófano (β-carbolinas) como contaminantes emergentes, basados en el conocimiento previo acerca de sus propiedades fotofísicas, fotoquímicas y fotosensibilizadoras. En una primera etapa, se efectuaron ensayos de interacción para caracterizar las asociaciones moleculares presentes en las mezclas. Posteriormente se realizaron ensayos cinéticos a pH 5.0, con agitación y bajo irradiación UV-A (λirrad= 368 ± 20 nm), tanto para los componentes individuales, como para las mezclas de GO y contaminantes emergentes. Los sistemas estudiados fueron monitorizados mediante espectroscopias de absorción UV-vis y de excitación-emisión fluorescente. Para la interpretación de los resultados espectroscópicos, se aplicaron métodos de análisis univariado y multivariado (MCR-ALS y PARAFAC) con el objetivo de esclarecer la naturaleza tanto de las interacciones como de los procesos fotoinducidos.Los resultados muestran que el GO presenta una fuerte interacción electrostática con las β-carbolinas estudiadas, que la presencia de β-carbolinas produce una considerable disminución de la estabilidad del GO y que el tipo de fotoproductos obtenidos depende de la antigüedad del GO de partida.