Fe-silicalita para la remoción de contaminantes catiónicos emergentes

Abstract

La eliminación eficaz y a gran escala de contaminantes emergentes catiónicos requiere materiales de bajo costo con una carga superficial negativa inherente, eliminando así la necesidad de una costosa funcionalización superficial. Para abordar esto, se sintetizó la zeolita Fe-silicalita mediante una ruta hidrotermal simple utilizando una solución de poli(N-silicato) de grado industrial (FeS-I) y se comparó con una contraparte obtenida a partir de metasilicato de sodio de grado analítico (FeS-A). Las caracterizaciones estructurales, morfológicas y texturales confirmaron la formación de estructuras MFI bien definidas con sustitución isomórfica de Fe. El rendimiento de adsorción se evaluó utilizando metformina como contaminante farmacéutico catiónico modelo. La FeS-I mostró un comportamiento cinético superior lo que permitió que alcanzara una eficiencia de eliminación del 97 % en tan solo 45 minutos, demostrando que los precursores industriales de bajo costo pueden generar adsorbentes altamente eficientes y sostenibles para la remediación del agua.

The effective and large-scale removal of emerging cationic contaminants requires low-cost materials with an inherent negative surface charge, thus eliminating the need for expensive surface functionalization. To address this, Fe-silicalite zeolite was synthesized via a simple hydrothermal route using an industrial-grade poly(N-silicate) solution (FeS-I) and compared to a counterpart obtained from analytical-grade sodium metasilicate (FeS-A). Structural, morphological, and textural characterizations confirmed the formation of well-defined MFI structures with isomorphic Fe substitution. Adsorption performance was evaluated using metformin as a model cationic pharmaceutical contaminant. FeS-I exhibited superior kinetic behavior, achieving a removal efficiency of 97% in as little as 45 minutes, demonstrating that low-cost industrial precursors can yield highly efficient and sustainable adsorbents for water remediation.