Síntesis de biocompositos magnéticos de bajo costo: adsorción de contaminantes

La obtención de carbones de fuentes alternativas como materiales adsorbentes se encuentra en auge. En este trabajo, se llevó a cabo la pirolisis de yerba mate usada para obtener biocarbón (BC), sobre el cual se sintetizaron óxidos de Fe magnéticos mediante oxidación alcalina de Fe+2 en presencia de nitratos obteniendo el composito BC-OA. Para mejorar la capacidad de adsorción frente a contaminantes emergentes, se realizó una activación alcalina con KOH sobre BC (BC*), buscando favorecer el aumento de la superficie de adsorción. Además, sobre BC* se sintetizaron óxidos de Fe magnéticos mediante el método de impregnación pirolisis. Se caracterizaron los mismos por superficie de N2 (BET), magnetizacion de saturación (Ms) y microscopia electrónica (SEM). Sobre los 4 materiales obtenidos se evaluó la adsorción de 5 contaminantes (2 emergentes y 3 colorantes). Los materiales activados presentaron mayores áreas superficiales. La Ms fue de 9.4 ± 0.3Am²/kg y de 3.99 ± 0.03Am²/kg para el composito BC-OA y BC*-IP, respectivamente. Se obtuvieron porcentajes de remoción mayores al 85 % para los colorantes, y nulos para los contaminantes emergentes sobre los materiales sin activar. Luego de la activación, los porcentajes de adsorción de contaminantes emergentes mejoraron notablemente siendo mayores a un 96 %.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis de biocompositos magnéticos de bajo costo: adsorción de contaminantes

La obtención de carbones de fuentes alternativas como materiales adsorbentes se encuentra en auge. En este trabajo, se llevó a cabo la pirolisis de yerba mate usada para obtener biocarbón (BC), sobre el cual se sintetizaron óxidos de Fe magnéticos mediante oxidación alcalina de Fe+2 en presencia de nitratos obteniendo el composito BC-OA. Para mejorar la capacidad de adsorción frente a contaminantes emergentes, se realizó una activación alcalina con KOH sobre BC (BC*), buscando favorecer el aumento de la superficie de adsorción. Además, sobre BC* se sintetizaron óxidos de Fe magnéticos mediante el método de impregnación pirolisis. Se caracterizaron los mismos por superficie de N2 (BET), magnetizacion de saturación (Ms) y microscopia electrónica (SEM). Sobre los 4 materiales obtenidos se evaluó la adsorción de 5 contaminantes (2 emergentes y 3 colorantes). Los materiales activados presentaron mayores áreas superficiales. La Ms fue de 9.4 ± 0.3Am²/kg y de 3.99 ± 0.03Am²/kg para el composito BC-OA y BC*-IP, respectivamente. Se obtuvieron porcentajes de remoción mayores al 85 % para los colorantes, y nulos para los contaminantes emergentes sobre los materiales sin activar. Luego de la activación, los porcentajes de adsorción de contaminantes emergentes mejoraron notablemente siendo mayores a un 96 %.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis de compositos magnéticos utilizando materiales regulares, yerba mate gastada y cáscara de huevo: remoción de colorante modelo y evaluación de prototipo de recuperación

Se evaluó la obtención y utilización de compositos magnéticos como materiales adsorbentes para el tratamiento de aguas. Como materiales adsorbentes soporte se emplearon cáscara de huevo molida y biocarbón obtenido a partir de residuos de yerba mate. Para sintetizar las partículas magnéticas mediante co-precipitación se recurrió a materiales comúnmente disponibles, como lana de acero (virulana) y cloruro férrico de ferretería. El material desarrollado sin soporte, y los desarrollados utilizando cáscara de huevo y biocarbón fueron llamados MGN, CH-MGN y BC-MGN, respectivamente. Las nanopartículas magnéticas resultaron de dimensiones que oscilan entre 10 nm y 40 nm, y se distribuyeron de forma no homogénea en la superficie de los materiales soporte. La magnetización de saturación para MGN, CH-MGN y BC-MGN fue de 70.2±0.5 Am2/kg, 33.4±0.5 Am2/kg y 8.1±0.5 Am2/kg, respectivamente y las distancias mínimas de respuesta apreciable entre los materiales y un imán de neodimio resultaron de 5.0 cm, 3.6 cm y 1.76 cm, respectivamente, indicando su potencial uso en sistemas de tratamiento de agua basados en separación magnética. El material CH-MGN fue testeado para adsorber colorante fucsia básico, y se diseñó un primer prototipo de separación mediante el uso de imanes en laboratorio.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Síntesis de compositos magnéticos utilizando materiales regulares, yerba mate gastada y cáscara de huevo: remoción de colorante modelo y evaluación de prototipo de recuperación

Se evaluó la obtención y utilización de compositos magnéticos como materiales adsorbentes para el tratamiento de aguas. Como materiales adsorbentes soporte se emplearon cáscara de huevo molida y biocarbón obtenido a partir de residuos de yerba mate. Para sintetizar las partículas magnéticas mediante co-precipitación se recurrió a materiales comúnmente disponibles, como lana de acero (virulana) y cloruro férrico de ferretería. El material desarrollado sin soporte, y los desarrollados utilizando cáscara de huevo y biocarbón fueron llamados MGN, CH-MGN y BC-MGN, respectivamente. Las nanopartículas magnéticas resultaron de dimensiones que oscilan entre 10 nm y 40 nm, y se distribuyeron de forma no homogénea en la superficie de los materiales soporte. La magnetización de saturación para MGN, CH-MGN y BC-MGN fue de 70.2±0.5 Am2/kg, 33.4±0.5 Am2/kg y 8.1±0.5 Am2/kg, respectivamente y las distancias mínimas de respuesta apreciable entre los materiales y un imán de neodimio resultaron de 5.0 cm, 3.6 cm y 1.76 cm, respectivamente, indicando su potencial uso en sistemas de tratamiento de agua basados en separación magnética. El material CH-MGN fue testeado para adsorber colorante fucsia básico, y se diseñó un primer prototipo de separación mediante el uso de imanes en laboratorio.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Experiencia de aprendizaje en diagnóstico ambiental

Los conflictos ambientales en zonas urbanas son complejos y de muy diversa índole. Entre ellos, la alteración de los recursos superficiales acuáticos, su contaminación y consecuente degradación puede transformarse en un paisaje aceptado por la comunidad, que desconoce opciones sustentables del medio natural. La experiencia de campo cuando nos enfrentamos al diagnóstico resulta fundamental en el proceso de aprendizaje de las ciencias ambientales, en la búsqueda de indicadores de sustentabilidad y su relación con escenarios de cambio climático.Trabajo publicado en Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana; no. 52, supl. 2, parte II, diciembre de 2018.Universidad Nacional de La Plat

Development of carbon-Fe oxide composites based on yerba mate and beer bagasse residues: removal of emerging contaminants from water

Debido a la creciente preocupación a nivel mundial sobre la presencia de contaminantes emergentes en el ambiente y sobre todo al aumento de sus concentraciones en los cuerpos de agua de todo el mundo, el plan de investigación tiene como principal objetivo contribuir con el desarrollo de sistemas de tratamiento de aguas contaminadas con contaminantes emergentes mediante el desarrollo de materiales adsorbentes basados en residuos orgánicos (yerba mate y bagazo de cerveza) y compuestos de hierro, ambos reconocidos por sus capacidades de adsorber contaminantes.Para la obtención de los carbones a partir de los residuos orgánicos mencionados se utilizará la pirólisis y se variarán los principales parámetros que controlan las propiedades del producto final alcanzado: temperatura, tiempo y rampa de temperatura. Posteriormente se llevarán a cabo procesos de activación química (ácida y básica) con el fin de favorecer el desarrollo de sus áreas superficiales.Cada uno de los materiales carbonosos será modificado con distintos procedimientos que generarán el crecimiento de óxidos de hierro como magnetita, maghemita y/o goethita.Los materiales obtenidos serán caracterizados con diversas técnicas, incluyendo SEM – EDS, isotermas de adsorción de N2, difracción de rayos X (DRX), potencial Zeta (PZ), espectroscopia Mössbauer y magnetómetro de muestra vibrante (VSM).Los materiales obtenidos serán evaluados para la adsorción de contaminantes emergentes del tipo farmacológicos, como paracetamol, norfloxacina y atenolol. Los ensayos se realizarán en condiciones batch, variando la concentración inicial de los contaminantes, el tiempo de contacto, la relación sólido/líquido y el pH. Luego, las fases sólida (FS) y líquida (FL) serán separadas mediante el uso de un imán de neodimio. La FS será secada y almacenada para su posterior estudio, mientras que en la FL será determinada la concentración remanente del contaminante. La capacidad de adsorción de los materiales será evaluada mediante la diferencia entre las concentraciones inicial y final del contaminante. Con los resultados se obtendrán las cinéticas y las isotermas de adsorción, las cuales serán modeladas, para obtener información de los procesos de adsorción involucrados. Las FS post adsorción serán caracterizadas por DRX, PZ, espectroscopia Mössbauer y VSM, con el fin de evaluar cambios en la estructura, carga y propiedades magnéticas. Estas caracterizaciones permitirán estudiar, en conjunto con los modelos, los mecanismos de interacción entre los contaminantes y los compositos. Los compositos que resulten con capacidades de adsorción adecuadas serán evaluados para su reutilización y regeneración. Se llevarán a cabo ciclos sucesivos de adsorción y estudios de desorción en medio ácido. Estos materiales también serán probados en sistema de columnas (buretas). En esta instancia, se propone la incorporación de montmorillonita en forma de mezcla, un reconocido adsorbente de contaminantes catiónicos.Carrera: Doctorado de la Facultad de Ciencias Exactas Área Química Tipo de beca: Beca Doctoral Año de inicio de beca: 2021 Año de finalización de beca: 2026 Organismo: CONICET Apellido, Nombre del Director/a/e: Montes, Maria Luciana Apellido, Nombre del Codirector/a/e: Fernandez, Mariela Alejandra Lugar de desarrollo: Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC) Áreas de conocimiento: Ingeniería en materiales Tipo de investigación: AplicadaFacultad de Ciencias Exacta