SÍNTESIS DE UN SORBENTE HÍBRIDO: LÍQUIDO IÓNICO-GRAFENO-ESPUMA DE Ni PARA LA ESPECIACIÓN DE MERCURIO EN MUESTRAS DE AGUA

CRUZ SOTOLONGO, A.; MARTINIS, E. M. ; MESSINA, M. M.; IBAÑEZ, F.J.; WUILLOUD, R.G.

Bariloche

Congreso; Nanomateriales aplicados a energía y salud (NANOANDES) / Buenos Aires, Argentina / 2017; 2018

La determinación de elementos tóxicos que se encuentran a niveles traza en agua se presenta como un verdadero desafío para la Química Analítica, debido a la elevada capacidad de detección y sensibilidad requeridas por las técnicas instrumentales usualmente empleadas en laboratorios de rutina. El empleo de nanomateriales híbridos aplicados al desarrollo de procedimiento de preconcentración / separación es un área de gran interés debido a la posibilidad de incrementar la sensibilidad de los métodos analíticos usuales [1]. La síntesis de nanomateriales híbridos basados en la funcionalización de grafeno con líquidos iónicos (ILs) ofrece una oportunidad de modificar las características físicas y químicas del nanomaterial[2]. En ese contexto, el empleo de nanomateriales híbridos como sorbentes en metodologías de microextracción en fase sólida representa una alternativa muy atractiva para la separación, preconcentración y por lo tanto el aumento de la sensibilidad en la determinación de elementos traza tales como el Hg. Esto se debe a la elevada área superficial y reactividad particular de los nanomateriales híbridos conferida por los ILs [2].En este trabajo, se desarrolló un nuevo material basado en grafeno soportado sobre espuma de Ni (FG) y posteriormente funcionalizado con un IL. El crecimiento de grafeno sobre una espuma de Ni fue realizado por la técnica de síntesis química de vapores (CVD) en un horno tubular empleando metano como fuente de C. Posteriormente se realizó la funcionalización de dicho material compuesto mediante impregnación del IL en sus poros. Se evaluaron las capacidades de varios líquidos iónicos de fosfonio (PIL) para formar pares de iones con las especies de Hg [3]. Se estudiaron los PIL que contenían el catión tetradecil(trihexil)fosfonio, pero diferentes aniones (dicianamida y decanoato) y cloruro de trihexil(tetradecil)fosfonio. Se evaluó la capacidad del material híbrido como sorbente para la preconcentración de las especies de Hg. Dichas especies fueron retenidas selectivamente a través de formación de un clorocomplejo (HgCl42-) con la especie inorgánica de Hg (InHg), seguido de su introducción en una columna rellena con FG-IL implementada en un sistema de análisis por inyección en flujo. El Hg retenido en la columna se redujo luego con SnCl2 para permitir su elución desde la columna rellena con el nanomaterial híbrido y la posterior detección mediante la técnica de generación de vapor frío acoplado a espectrometría de fluorescencia atómica (CV-AFS). Por otro lado, las especies de Hg orgánico (OrgHg) (metilmercurio, fenilmercurio y etilmercurio no fueron retenidas). La concentración total de OrgHg se evaluó por diferencia entre la concentración total de Hg, evaluada luego de la descomposición de las especies OrgHg por fotooxidación UV, y la concentración de InHg determinada en el paso anterior. Finalmente, se escogió el PIL decanoato tetradecyl(trihexyl)phosphonium para desarrollar el procedimiento de microextracción. Se investigó el efecto de diversos parámetros que definen la eficiencia del sistema de microextracción y detección (caudales de carga de muestra y elución, volumen de muestra, condiciones instrumentales, etc.). Se logró una eficiencia de extracción del 100% para InHg. El límite de detección obtenido para la preconcentración de 100 ml de muestra fue 8,6 ng/L de InHg. La desviación estándar relativa (RSD) fue del 4,1% (a 1 mg L-1 InHg y n=10) calculada a partir de la altura de pico de las señales de absorbancia (forma gaussiana y picos reproducibles). Este trabajo reporta el primer enfoque de extracción en fase sólida de IL soportado sobre espuma de Ni revestida con grafeno implementado en un sistema de inyección de flujo en línea para la determinación de especies de Hg en muestras de agua mineral, de agua corriente y de río.