Adsorción de sustancias de uso farmacéutico en sistemas acuosos utilizando materiales carbonosos

El presente trabajo se enfoca en el empleo de un material nanoparticulado obtenido por oxidación química de un grafito de fuente natural (Gr), aplicando el método de Tour1, para la remoción por adsorción de cafeína (CF) de matrices acuosas. A fin de optimizar su separación mediante la aplicación de un campo magnético, el material así obtenido (GO) fue también magnetizado con nanopartículas de magnetita (Fe3O4)2. Se mezclaron en diferentes proporciones para obtener tres nanomateriales magnéticos (GO_MAG1, GO_MAG2 y GO_MAG3), que poseen las tres siguientes relaciones de masas de GO: Fe3O4, respectivamente: 1:5; 1:2,5 y 1:0,5. Entre los ensayos de caracterización realizados, los diagramas de DRX evidencian modificaciones en la estructura del Gr luego de la oxidación. Sin embargo, las áreas superficiales BET tanto del Gr como del GO no sufrieron modificaciones producto del tratamiento oxidativo, obteniéndose valores de 4,57 y 5,36 m2 g-1, respectivamente. La eficiencia en la oxidación del material pudo demostrarse a partir de diferentes técnicas de caracterización. Mediante espectroscopia IR se detectaron grupos funcionales oxigenados presentes en GO: -OH (3430 cm-1); C=O (1716 cm-1); C=C (1576 cm-1); C-OH (1356 cm-1); C-O-C (1173 cm-1). En el caso de los materiales magnetizados se observaron bandas de absorción IR de Fe-O (575 cm-1) correspondientes a la magnetita incorporada. Los resultados de TGA también aportaron evidencias respecto de la presencia de grupos oxigenados en el GO. En dicho material se identificaron tres etapas: en la primera se eliminó agua y grupos oxigenados más lábiles, luego los grupos oxigenados más estables y por último la degradación final con una pérdida de masa de 45% entre 450-550ºC. En cambio, en el Gr se confirma su alta estabilidad térmica cuya descomposición comienza a los 500ºC, perdiendo alrededor del 97% de masa al alcanzar los 800ºC. A su vez, las determinaciones de los potenciales z tanto del Gr y GO, mostraron valores negativos en el intervalo de pH analizado (2-11), siendo los mayores potenciales los correspondientes al GO. Todos estos resultados permiten verificar oxidación del Gr. En lo que respecta a la adsorción de CF, la capacidad de adsorción a pH 5 y 22±1ºC de Gr fue superada ampliamente por el material oxidado GO, alcanzando valores de 34,12 y 80,45 mg g-1 respectivamente. Sin embargo, paras las tres magnetizaciones realizadas no se logró alcanzar valores semejantes al de GO: 19,06 mg g-1 (GO_MAG3) > 6,05 mg g-1 (GO_MAG2) > 4,96 mg g-1 (GO_MAG1), en todos los casos trabajando con concentraciones de sólido de 500 mg L-1. Las diferencias en las capacidades de adsorción de CF para el adsorbente GO pueden atribuirse principalmente a la interacción de dicha molécula con los grupos oxigenados generados por la oxidación. Así también, los ensayos de adsorción realizados con los materiales magnetizados pueden sugerir que la Fe3O4 podría ocupar algunos sitios activos de los materiales oxidados, disminuyendo así la posibilidad de presentar interacciones con la CF.Fil: Onaga Medina, Florencia Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Confluencia. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Laboratorio de Investigaciones Bioquímicas y Químicas del Ambiente | Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Laboratorio de Investigaciones Bioquímicas y Químicas del Ambiente; ArgentinaFil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Parolo, Maria Eugenia. Universidad Nacional del Comahue; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Confluencia. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Laboratorio de Investigaciones Bioquímicas y Químicas del Ambiente | Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Laboratorio de Investigaciones Bioquímicas y Químicas del Ambiente; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plat

Nanomaterials with Tailored Magnetic Properties as Adsorbents of Organic Pollutants from Wastewaters

Water quality has become one of the most critical issue of concern worldwide. The main challenge of the scientific community is to develop innovative and sustainable water treatment technologies with high efficiencies and low production costs. In recent years, the use of nanomaterials with magnetic properties used as adsorbents in the water decontamination process has received considerable attention since they can be easily separated and reused. This review focuses on the state-of-art of magnetic core-shell nanoparticles and nanocomposites developed for the adsorption of organic pollutants from water. Special attention is paid to magnetic nanoadsorbents based on silica, clay composites, carbonaceous materials, polymers and wastes. Furthermore, we compare different synthesis approaches and adsorption performance of every nanomaterials. The data gathered in this review will provide information for the further development of new efficient water treatment technologies.Fil: Peralta, Marcos Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; ArgentinaFil: Ocampo, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; ArgentinaFil: Funes, Israel German Aristoteles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Onaga Medina, Florencia Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Parolo, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Carlos, Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentin

Insights of competitive adsorption on activated carbon of binary caffeine and diclofenac solutions

A commercial activated carbon (AC), obtained from peanut shells, was characterized and tested as adsorbent forthe removal of the pharmaceutical products caffeine (CF) and diclofenac (DIC), which were used as modelemerging contaminants. Nitrogen adsorption, XRD, SEM, FT-IR spectroscopy, and chemical analyses were typicalof ACs, and Boehm titrations, calculations of surface sites distributions and zeta potential measurements indicated that reactions of deprotonable oxygenated groups at the AC surface lead to an isoelectric point of 3.2. Atheoretical equation derived from the Langmuir isotherm is proposed to explain the adsorption percentage oradsorbed fraction (fads) as a function of the adsorbent dose (D, adsorbent ?concentration?). Good fittings of thefads vs. D curves and the normal adsorption isotherms were obtained with the same Langmuir parameters. Animportant and practical application of this new equation is to permit a straightforward calculation of the soliddose needed to achieve a required adsorption percentage. With the aim of describing the adsorption processes ofCF and DIC and their competition for surface sites under an ample range of concentrations, the adsorption of theemerging contaminants was investigated in single adsorbate experiments and with binary mixtures, and thecompetitive Langmuir model was applied. CF adsorption was high and independent of pH, whereas DICadsorption was high between pH 4 and 6 and showed a continuous decrease from pH 6 to 10.5. The use of thecompetitive Langmuir isotherm for binary mixtures indicated that there was no pure competition between CF andDIC for surface sites. Instead, there was influenced competition, meaning that the presence of one substance at thesurface modified the adsorption parameters of the other, either through lateral interaction forces or by changingthe molecular orientation at the surface. In both cases, one substance favored the adsorption of the other,compared to pure competition.Fil: Onaga Medina, Florencia Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Aguiar, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Parolo, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias Agrarias. Centro de Investigaciones en Toxicología Ambiental y Agrobiotecnología del Comahue; ArgentinaFil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin