Síntesis y caracterización de nanocompuestos montmorillonitacarbones hidrotérmicos y su aplicación en la sorción de pesticidas

Abstract

El carbón activado ha sido ampliamente utilizado para remover contaminantes debido a su elevada porosidad, carga eléctrica superficial y presencia de grupos funcionales específicos1. Sin embargo, su coste de producción es relativamente elevado, y su síntesis involucra un proceso complejo. Los carbones hidrotérmicos (HTC), obtenidos a partir de biomasa, implican una síntesis más sencilla y bajas temperaturas2, postulándose así como materiales alternativos al carbón activado. La montmorillonita (M) es una arcilla de bajo coste, gran capacidad de intercambio catiónico y superficie, lo que le otorga buenas características como soporte de los HTC y/o adsorbente3. El objetivo de este trabajo es estudiar la síntesis de diferentes nanocompuestos de HTC soportados sobre M, para su posterior uso en adsorción de pesticidas, en particular tiabendazol (TBZ) y clorpirifós (CPF), ambos muy utilizados en Argentina para la protección de frutas. Para la obtención de los nanocompuestos se utilizaron suspensiones de M con distintas concentraciones de hidratos de carbono como precursores de HTC (dextrosa (D), sacarosa (S), celulosa (C), almidón soluble (AS) o almidón de maíz (AM)). Las suspensiones se trataron en autoclave a 180 o 210 ºC durante 16 o 24 h, dependiendo de la muestra. También se realizaron síntesis en presencia de distintas concentraciones de ácido fosfórico (0,16 (ac1) y 0,33 (ac2) %V/V) como agente activante y se sintetizaron HTC sin M a 210 ºC durante 24 h. Los nanocompuestos obtenidos se caracterizaron mediante adsorción de N2, difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja con reflectancia difusa y potencial zeta. Finalmente se realizaron estudios de sorción de TBZ y CPF sobre algunos de los materiales sintetizados. En la mayoría de los casos analizados, se obtuvieron porcentajes de sorción de alrededor del 99% para ambos pesticidas, aunque en el caso de CPF las muestras presentaron más variación que para TBZ.