Facultad Regional La Plata
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Item Obtención de órgano montmorillonitas y biomontmorillonitas para retención de metales pesados y su recuperación tecnológica(2020) Fernández Morantes, César; Curutchet, Gustavo; Torres Sánchez, Rosa MaríaEl desarrollo industrial ha generado un importante daño ambiental debido a los contaminantes producidos. Aquellos que contienen metales pesados, como el cromo (Cr), níquel (Ni) y cobre (Cu), son un caso especial debido a los efectos tóxicos que presentan a bajas concentraciones tanto para la salud humana, como la de animales y plantas. Por eso, es importante la remediación de este tipo de contaminantes, especialmente cuando están presentes en sistemas acuosos. La montmorillonita (Mt) es un mineral arcilloso que sobresale como material adsorbente por su bajo costo, abundancia y propiedades, como elevada superficie específica y capacidad de intercambio catiónico (CIC), lo cual la hace un material idóneo para la remoción de contaminantes catiónicos en aguas. Particularmente, Argentina cuenta con varios yacimientos de este mineral de alta pureza, que han sido objeto de estudio en varias publicaciones y tesis doctorales. Las modificaciones fisicoquímicas de la Mt como el intercambio con surfactantes catiónicos (órgano-montmorillonitas -OMts), el crecimiento de biomasa fúngica (bio-montmorillonitas -BMts) y el tratamiento térmico o mecánico, cambian propiedades iniciales de la Mt como: inversión de la carga eléctrica superficial inicial a positiva, permitiendo la adsorción de contaminantes aniónicos; cambio de afinidad y/o mejoras en su separación de la solución, entre otras. Por todo lo anterior, en esta tesis se evalúa el uso de una Mt nacional y sus productos de distintas modificaciones: OMts, BMts y de tratamientos físicos (térmico o mecánico), como materiales adsorbentes para la remoción de metales pesados en agua, de naturaleza aniónica (Cr(VI)) y catiónica (Cr(III), Ni(II) y Cu(II)), como también la posterior recuperación de estos metales pesados. En un principio se detallan las fuentes principales y propiedades del Cr, Ni y Cu en sistemas acuosos y sus efectos perjudiciales. Además, se describen los distintos métodos de remedición utilizados para su remoción, mostrando las ventajas del método de adsorción. Después, se trata la síntesis de las OMts obtenidas por intercambio de surfactantes de diferente longitud de cadena alquílica (12-18 carbones) al 100% de la CIC de la Mt y las BMts, a partir de un hongo presente en aguas contaminadas (Acremonium sp.) con dos distintos contenidos de Mt (1% y 5% p/v). Estos materiales se caracterizaron por diferentes técnicas instrumentales (DRX, potencial ζ, Tg/ATD, diámetro aparente, superficie específica, ángulo de contacto, espectroscopia FT-IR, espectroscopia XPS y punto cero de carga) para identificar cambios de las propiedades iniciales respecto de aquellas de la Mt (estructurales, carga eléctrica superficial, estabilidad térmica, hidrofilidad, humectabilidad, etc.). Los ensayos iniciales de adsorción de Cr(VI) se realizaron en batch a pH 3 y relación sólido/líquido de 1 g/L, en busca del adsorbente de mayor capacidad de adsorción de Cr(VI). Posteriormente, se profundizó en el efecto: del pH, de la relación sólido/líquido, de la concentración de Cr(VI) (isotermas), tiempo (cinética), aumento del contenido orgánico, desorción y de la luz sobre la adsorción de Cr(VI) en la organo-montmorillonita obtenida con el surfactante de 18 carbones (ODMt), como también en su aplicación tecnológica (columnas de filtración y aplicación preliminar en efluentes reales). Los tratamientos previos de la Mt: térmicos (600 °C -Mt600°C y 950 °C) y mecánico (por molienda 300s -Mt300s), se evaluaron en la síntesis de dos ODMt (50% y 100% de CIC de Mt) para optimizar la remoción de Cr(VI). Los adsorbentes obtenidos también fueron caracterizados por las técnicas instrumentales ya mencionadas, para después relacionar con los estudios de adsorción en batch de Cr(VI) a pH 3 y relación sólido/líquido de 1 y 5 g/L. La capacidad de adsorción y desorción de los metales catiónicos (Cr(III), Ni(II) y Cu(II)) se estudió en las ODMt (con distinto % de intercambio), BMts, Mt600°C y Mt300s, y teniendo como referencia la Mt, de mayor capacidad de adsorción. El pH de precipitación de cada metal en solución fue el pH limitante de los estudios de adsorción a 1 g/L, utilizándose pH 4, 8 y 6 para soluciones de 50 mg/L de Cr(III), Ni(II) y Cu(II), respectivamente. Los cambios de afinidad encontradas entre los adsorbentes, generados por las modificaciones fisicoquímicas y por los posibles sitios involucrados, como la caracterización después de la adsorción, fueron parámetros definitorios para alcanzar la recuperación tecnológica de los tres metales.Item Síntesis de hidrotalcitas para su uso en procesos de adsorción y catálisis(2019) Maccari, María CelesteLas arcillas son materiales naturales de los más abundantes en la superficie terrestre, que han sido estudiadas para aplicaciones catalíticas. Son de bajo costo, sencilla manipulación y recuperación, de alto rendimiento y selectividad, además de ser versátiles. En general se caracterizan por presentar una estructura laminar, tamaño de partícula pequeño y se pueden clasificar de forma general en dos grupos: arcillas catiónicas y arcillas aniónicas. Las catiónicas están formadas por láminas de aluminosilicatos con carga negativa, de manera que entre las mismas se sitúan cationes para compensar la carga, mientras que las arcillas aniónicas están formadas (natural o sintéticamente) por hidróxidos mixtos laminares, cuyos espacios contienen aniones intercambiables. Las Hidrotalcitas son Hidróxidos dobles laminares (HDLs) que pertenecen al grupo de las arcillas aniónicas tipo Brucita Mg (OH)2, con sustitución parcial de algunos cationes con carga M3+ que generan un exceso de carga positiva que debe ser balanceada por la presencia de aniones y moléculas de agua [1]. Algunos de los cationes divalentes son: Mg, Mn, Ni, Cu, Zn y Ca y trivalentes: Al, Cr, Mn, Fe, Co. Ni, La y Ga, entre otros.Item Adsorción de biocidas basados en isotiazolinonas en sílices mesoporosas(Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental, 2015) Mardones, Lucas; Legnoverde, María Soledad; Basaldella, ElenaLos biocidas basados en isotiazolinonas se agregan a las formulaciones de pinturas para protegerlas del crecimiento microbiano. Debido a la naturaleza móvil de los biocidas dentro de las películas de pintura, éstos son propensos a lixiviación en presencia de humedad, disminuyendo con el tiempo su eficacia en la superficie de la película, permitiendo el desarrollo de hongos y algas, y también la propagación de la contaminación microbiológica. Estos procesos alteran los ambientes interiores habitables, causando efectos dañinos sobre la salud, que se manifiestan por reacciones alérgicas tales como la rinitis y el asma o reacciones cutáneas. Por otra parte, la legislación actual apunta a la reducción de los niveles de disolventes orgánicos en las formulaciones de pinturas de base acuosa. Esta tendencia incrementa la susceptibilidad de la película al ataque microbiano, lo que resulta en un aumento de las concentraciones requeridas de biocida durante el procesamiento inicial.Item Encapsulación de compuestos biocidas en materiales silíceos mesoporosos(Investigación Joven, 2015) Mardones, Lucas; Legnoverde, María Soledad; Basaldella, ElenaSe llevó a cabo la síntesis de materiales silíceos mesoporosos con diferentes grados de ordenamiento (SBA-15, MCF). Se estudió su uso como matrices estabilizadoras de un biocida comercial. Mediante adsorción/desorción de N2 y FTIR se determinó la variación del volumen de poros y superficie específica de las matrices silíceas ocasionada por la adsorción del biocida y la no alteración estructural del mismo cuando se encuentra adsorbido. La actividad antifúngica frente a Aspergillus Niger fue evaluada mediante la determinación de la concentración mínima inhibitoria. Los materiales tipo MCF incorporan un mayor porcentaje de adsorbato, mientras que el biocida incorporado en las sílices ordenadas SBA-15 posee mejor comportamiento antifúngico.Item Encapsulación de biocida comercial en materiales silíceos nanoporosos(Jornadas de Ingeniería Química Sustentable, 2016) Mardones, Lucas; Legnoverde, María Soledad; Basaldella, ElenaSe llevó a cabo la síntesis de materiales silíceos mesoporosos con diferentes grados de ordenamiento (Santa barbara amorphous o SBA- 15, Mesocellular foam o MCF). Se estudió su uso como matrices estabilizadoras de un biocida comercial. Mediante adsorción/desorción de N2 y FTIR se determinó la variación del volumen de poros y superficie específica de las matrices silíceas ocasionada por la adsorción del biocida y la no alteración estructural del mismo cuando se encuentra adsorbido. Mediante la determinación de la concentración mínima inhibitoria se evaluó la actividad antifúngica frente a Aspergillus Niger. Los materiales tipo MCF incorporan un mayor porcentaje de adsorbato, mientras que el biocida incorporado en las sílices ordenadas SBA-15 posee mejor comportamiento antifúngico.