Estudio Teórico-Experimental de la Na-Montmorillonita para la sorción de Co: Aplicaciones Medioambientales

A.V. GIL REBAZA; L.M. MONTES; M.A. TAYLOR; R. ALONSO; R.M. TORRES SÁNCHEZ; L. ERRICO

Tucumán

Congreso; 101a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2016

La contaminación de efluentes con metales pesados provenientes de industrias como las metalúrgicas, petroquímicas, electr´onicas, de pinturas y pigmentos, y otras actividades humanas es un tema de fundamental importancia, dada la potencial toxicidad que implica para el medio ambiente y la población. En particular, el Co es un metal esencial para humanos, animales y plantas, pero su toxicidad a altas concentraciones hace imprescindible que deba ser removido de efluentes contaminados. Uno de los métodos de remediación de efluentescontaminados es la sorción, dado que es de fácil implementación y permite utilizar adsorbentes económicos y amigables con el medio ambiente, tales como los minerales de arcilla entre ellos la montmorillonita (MMT). Argentinaposee yacimientos de MMT de muy alta pureza en Rio Negro, Neuquén y La Pampa y por lo tanto el estudio de su utilización para la remoción de metales pone en valor este yacimiento, contribuyendo con el desarrollo industrial del país.En el presente trabajo se ha estudiado tanto en forma teórica como experimental la Na-montmorillonita (Na-MMT), Na2[(MgAl3O8(OH)4(Si8O12)]2, como posible candidato para la sorción de Co. En el caso de esta arcilla los átomos de Na son sustituidos por átomos de Co coordinado con seis moléculas de H2O. Del lado experimental se realizaron ensayos de sorción en condiciones batch (V=25 mL) poniendo en contacto la solución a pH=6 y el adsorbente durante 24 hs, utilizando una relación sólido/líquido de 1 g/L y una concentración inicial de Co en solución de 100 ppm. Las muestras fueron caracterizadas mediante difracción de Rayos-X (Cu-K) para determinar el pico de reflexión d001 a partir de difractogramas parciales de las muestras semiorientadas y mediante medidasde magnetización de saturación usando un susceptómetro de muestra vibrante. Desde el punto vista teórico, se realizaron cálculos de primeros principios basados en la Teoría de la Funcional Densidad para determinar la energíade sustitución de Na por Co, la distancia interplanar d001 y las propiedades magnéticas e hiperfinas del Na-MMT y Co-MMT hidratada. Los cálculos han sido realizados usando los códigos SIESTA y Quantum-Espresso, aplicando la parametrización GGA-PBE para el término de correlación e intercambio. Los resultados obtenidos hasta el momento demuestran la potencialidad de estos méetodos teóricos para estudiar este tipo de sistemas complejos y emplearlos a fin de predecir la capacidad de adsorción para diferentes contaminantes.