“FUNCIONALIZACIÓN DE GELES DE SÍLICE MEDIANTE ÁCIDO FÓLICO Y L-GLUTATIÓN OBTENIDOS POR EL MÉTODO SOL-GEL PARA CAPTACIÓN DE As (V)”

Abstract

En este trabajo se sintetizaron dos diferentes materiales híbridos de silicio, uno con ácido fólico y el otro con L-glutatión, para ser probados en la remoción de arsénico (V) de soluciones acuosas. Para lo anterior se utilizó el proceso sol-gel, hidrolizando en medio ácido el alcóxido tetraetoxisilano (TEOS) y co-condensándolo con (3-Cloropropil)trietoxisilano hidrolizado, el cual fue enlazado con las moléculas de interés por una reacción preliminar. La mezcla obtenida se geló gracias al aumento del pH debido a la adición de trietilamina (TEA). El gel se dejó envejecer y secar y, posteriormente, se sometió a un lavado para eliminar residuos y se volvió a secar, antes de ser tamizado para obtener tamaños de partículas en el rango de 125 a 180 µm, con el fin de reducir las resistencias a la transferencia de masa y evitar aglomeraciones de las partículas húmedas.

Se caracterizaron ambos materiales química y estructuralmente por técnicas espectroscópicas y se midieron sus propiedades superficiales por el método BET. Con lo anterior se demostró la permanencia de la materia orgánica en la estructura de los materiales, también que el área específica de los materiales está alrededor de los 400 m2/g, que, comparado con el gel de sílice puro sintetizado a las mismas condiciones que tiene un valor alrededor de los 100 m2/g, tuvieron un aumento considerable (valores deseables para la captación) y aunados a los resultados de la porosidad, que indican que los materiales son mesoporosos.

Se hicieron pruebas preliminares de captación de arsénico (As (V)) de soluciones acuosas y se determinó que el material híbrido de ácido fólico (SGAF) no fue capaz de remover As (V) de forma distinta al gel de sílice sin hibridar, debido a que dentro de su estructura no posee grupos afines al arsénico, para que interaccionen, a diferencia del material con L-glutatión (SGLGCP) que demostró tener la capacidad de remover iones de As (V) de las soluciones acuosas debido a la interacción con el tiol de la molécula orgánica, que, por medio de XPS, se detectó. Se realizaron pruebas de captación de arsénico por parte del material SGLGCP. Estas fueron tiempo de equilibrio, que dio un valor de 30 minutos aproximadamente, donde no se detectó un cambio notorio en la captación del metaloide; cinética de captación, que se ajustó a un modelo de pseudo-segundo orden. Es decir, una captación debida a interacciones químicas comprobadas por el método espectroscópico XPS, donde aparecieron señales azufre-arsénico después de poner el material en contacto con soluciones acuosas de arsénico (V). Las isotermas de captación donde los datos se ajustaron a un modelo de Langmuir, es decir una interacción del arsénico sobre la superficie del material en monocapa, dando valores de captación máxima (qmax) de 69, 61 y 43 mg/g para experimentos realizados a pH 4, 5 y 6, respectivamente.

Al final se concluyó que el material SGLGCP tiene valores deseables, comparado con otros materiales reportados en la literatura, que lo hacen un material atractivo para la captación de arsénico de soluciones acuosas. También se llegó a la conclusión de que la metodología de síntesis de materiales híbridos de gel de sílice fue la adecuada, y, aunque la propuesta para este trabajo de investigación fue la utilización de los materiales para remover arsénico (V) de soluciones contaminadas, estos pueden ser utilizados para la captación de distintos metales pesados en soluciones acuosas e, incluso, mezclas de los mismos o moléculas orgánicas afines a los grupos funcionales. Así también, en posible aplicación como fase estacionaria en columnas cromatográficas.