SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NANOTUBOS DE ALUMINOSILICATOS FUNCIONALIZADOS CON nZVI: APLICACIÓN A ESTUDIOS DE REMOCIÓN DE Pb Y Hg

NICOLÁS ARANCIBIA-MIRANDA; KAREN MANQUIÁN-CERDA; RODOLFO G. WUILLOUD; ESTEFANÍA M. MARTINIS

Congreso; NANOMERCOSUR - CONGRESO DE INVESTIGACIÓN APLICADA Y DESARROLLO EN NANOTECNOLOGÍA; 2017

FUNDACIÓN ARGENTINA DE NANOTECNOLOGÍA

Los nanotubos de aluminosilicato (imogolita) son considerados minerales amorfos, con orden de corto alcance en la estructura intra-tubular. Su estequiometría es HOSiO3Al2(OH)3, siendo expresada describiendo el orden atómico desde la superficie interna hacia la superficie exterior. Es un mineral presente en andosoles y espodosoles, para cuyo origen existen dos hipótesis: (a) su precipitación en condiciones ácidas, en horizontes B de suelos desarrollados a partir de cenizas volcánicas, y (b) la precipitación bioinducida a partir de complejos de Al y Si movilizados por acción bacteriana [1]. La imogolita presenta características físico-químicas que le otorgan un gran potencial para su aplicación industrial como sorbentes y estabilizadores de suspensiones coloidales. La superficie externa es isomorfa a la de una gibsita (Al(OH)3) curvada, mientras que en la superficie interior se sitúan tetraedros de Si no polimerizados. En ambas superficies se desarrolla carga en función del pH, lo que permite la sorción de aniones y cationes al mismo tiempo [2]. El estado de agregación de la imogolita determina sus propiedades de sorción, por ejemplo, diferentes poros son desarrollados en función del ordenamiento entre-tubos. La disposición espacial de la imogolita, da cuenta de tres tipos de poros; los intra-unitarios, inter-unitarios e inter-fibrilares, los que permitirían también una retención selectiva de acuerdo al tamaño. Su alta flexibilidad química proyecta a este nanomaterial como un excelente sustrato para diversas aplicaciones medioambientales. A su vez, la imogolita sintética puede ser utilizada como soporte coloidal para nanopartículas metálicas, potenciando así sus capacidades de sorción [3].El objetivo del presente trabajo consistió en la combinación de imogolita con nanopartículas de hierro cero valente (nZVI) con el fin de incrementar las posibilidades de sorción de ambos materiales. El comportamiento magnético de nZVI favorecería la incorporación de estos materiales en procesos de remediación y posterior separación de las mismas a través de procedimientos magnéticos. Se llevó a cabo la caracterización estructural y superficial de los materiales sintetizados por microscopia electrónica de transmisión (TEM), microscopia electrónica de barrido acoplada a un analizador elemental por energías dispersivas de rayos X (SEM-EDX), magnetrometría de muestra vibrante (VSM) y migración electroforética (ME). Se evaluó la capacidad de sorción por parte del nanomaterial en sistemas de extracción en fase sólida discontinua. Se estudiaron las propiedades de remoción de Pb y Hg, dos conocidos agentes neurotóxicos altamente presente en matrices acuosas. A través de estudios físico-químicos se verificó el ajuste a distintos modelos cinéticos y se trazaron isotermas de sorción. Los resultados permiten concluir que el nanomaterial funcionalizado (nZVI-imogolita) presenta un alto potencial para el tratamiento de aguas contaminadas u otras aplicaciones nanotecnológicas, debido a su alta reactividad química, capacidad de sorción y propiedades magnéticas.