Uso de nanomateriales magnéticos para tratamiento de iones fluoruro en solución

Abstract

Objetivos: preparar y caracterizar nanopartículas (NPs) magnéticas de óxidos de hierro recubiertas con hidróxido de aluminio (mediante un enlace covalente) para ser usadas como adsorbentes de bajo costo para la remoción de fluoruros. Preparación: se prepararon NPs de maguemita desnudas por una modificación del método de descomposición térmica de precursores orgánicos. La magnetita se preparó por el método de coprecipitación. El recubrimiento de las NPs se realizó según dos métodos diferentes: (a) añadiendo gota a gota una solución de AlCl3 en éter etílico (relación molar 1:3 con la cantidad de hierro presente en las NPs sintetizadas) a la suspensión de las NPs de sonicada en éter etílico. (b) Se suspendieron las NPs en agua bidestilada y se goteó en paralelo, una solución de nitrato de aluminio y otra solución de NaOH. Ensayos de adsorción de fluoruros: se determinaron las cinéticas de adsorción, para ello se pusieron en contacto soluciones acuosas de los contaminantes con los materiales adsorbentes, los que se separaron magnéticamente. Los iones fluoruros en la solución resultante se analizaron mediante un electrodo específico. Para cada una de las NPs sintetizadas se realizaron ciclos de Adsorción/Desorción, comprobándose que las NPs son reutilizables. Para la desorción se empleó solución acuosa de NaOH 0.5M en todos los casos. Caracterización: Se evaluaron los espectros FTIR y las imágenes TEM de las NPs recubiertas. Además, se realizaron ensayos de absorción de rayos X (XAS Fe L-edge). Resultados: 1.- Los espectros de FTIR muestran un alto recubrimiento de las partículas con Al(OH)3, evidenciado por la banda del enlace Al-OH, a 3650 cm-1. 2.- El análisis de las imágenes TEM arroja tamaños de partículas de alrededor de 10 nm. 3.- Las NPs más eficientes para la remoción de fluoruros fueron las de maguemita con recubrimiento de Al(HO)3 realizado en medio acuoso. 4.- Los resultados de XAS Fe L-edge dependen fuertemente del número de extracciones de Fluoruro. Se evidenció que a medida que se incrementa el número de extracciones, el hierro de las NPs se reduce dramáticamente, aumentando la relación Fe(II)/Fe(III) en superficie.