Obtención de nanocompuestos montmorillonita carbono (a partir de hidratos de carbono) para remoción de contaminantes emergentes presentes en aguas residuales

Abstract

En la presente tesis se utilizó montmorillonita (M) como soporte de carbón para generar nanocompuestos de utilidad en procesos de remoción de contaminantes emergentes en aguas. Se utilizaron carbohidratos de bajo costo como fuente de carbón (dextrosa, sacarosa, celulosa y almidón de maíz) y se estudiaron dos procesos de síntesis. En el capítulo 1 se presentan los resultados de la síntesis de nanocompuestos montmorillonita/carbón (MC) mediante pirólisis en atmósfera inerte, a baja temperatura. Se ensayaron estos materiales, obtenidos a partir de dextrosa, sacarosa y celulosa, para la adsorción de un antibiótico comercial de amplio espectro muy utilizado, la amoxicilina. Los resultados de adsorción en batch fueron eficientes, pero poco reproducibles. En el segundo capítulo se realizó la síntesis hidrotérmica de los nanocompuestos MC y se los evaluó en la adsorción de dos pesticidas: tiabendazol y clorpirifós. Estos materiales se utilizaron como base para el desarrollo de materiales MC con activaciones ácidas y térmicas, cuyos resultados son presentados a partir del capítulo 3. En dicho capítulo, se estudió la adsorción de los antibióticos norfloxacina y oxitetraciclina, caracterizándose no solo los adsorbentes, sino los productos obtenidos de las respectivas adsorciones y determinando los sitios de adsorción superficiales utilizados en las mismas. En el capítulo 4 se presentan resultados de aproximaciones tecnológicas, mediante ciclos de adsorción - desorción de norfloxacina en batch en M y dos materiales MC sintetizados en el capítulo 3 (MD-210 y MDac3-210-500) y la adsorción de norfloxacina en columnas, utilizando como adsorbente diferentes concentraciones de un nanocompuesto mezclado con arena. Teniendo en cuenta la capacidad de degradación de la norfloxacina por acción de la luz, en el capítulo 5 los sólidos con norfloxacina adsorbida fueron sometidos a fotólisis con y sin agente fotosensibilizador, siguiendo los resultados con un espectrofotómetro en el caso de la fotólisis directa y mediante ensayos de actividad antimicrobiana en ambos casos. En el capítulo 6 se expone la síntesis y caracterización de un nanocompuesto montmorillonita/magnetita/carbón, junto con los resultados de adsorción de varios contaminantes, seleccionados teniendo en cuenta su relevancia ambiental (norfloxacina, tiabendazol, metil-tiofanato, rojo Ponceau y Cr (VI)) y su carga eléctrica superficial. Finalmente, se encuentran las conclusiones generales junto con las perspectivas a futuro.