Hidróxidos laminares para tratamientos de residuos orgánicos en agua y el efecto de la incorporación de óxido de grafeno

Abstract

El agua es de vital importancia para la subsistencia de seres vivos y de los ecosistemas, y su escasez hoy en día es tal que, en el peor de los escenarios, para el año 2050 afectará a un 72% de la población mundial. La contaminación industrial del agua es uno de los principales motivos, donde entre un 17 y un 20% de esa contaminación se debe a procesos de teñido de telas en la industria textil. Estos compuestos pueden ser eliminados, entre otros mecanismos, por fotocatálisis y adsorción. Se sintetizaron materiales con potencial uso en ambos mecanismos. Estos materiales corresponden a hidróxidos bilaminares (LDH) de Cobre con otros metales y fueron caracterizados mediante DRX, BET, DRS y SEM. Además, se buscó combinar estos LDH con grafeno oxidado (GO), buscando mejores resultados en cuanto a adsorción. LDH de Cobre/Aluminio con un alto grado de cristalinidad fueron sintetizados, logrando introducir Cobalto. Sin embargo, al reemplazar el Aluminio por Cromo, se obtuvo un material con baja cristalinidad. Estos LDH deben su capacidad de adsorción principalmente al intercambio iónico entre las moléculas de pigmento aniónico y las de CO32-, y al ser calcinados, la adsorción se rige por otro mecanismo, conocido como efecto de memoria . Ambos mecanismos fueron comprobados a través de DRX. Además, mediante SEM, se constató la permanencia de la estructura laminar al calcinar un LDH con alta cristalinidad. Los LDH con mejor desempeño fueron los calcinados, tanto de [CuCo]/Al como de Cu/Al, con capacidades máximas de adsorción de 583 y 780 [mg/g] respectivamente. Además, el [CuCo]/Al alcanza una efectividad de un 60% luego de ser utilizado 4 veces, regenerándose mediante tratamientos térmicos. Las pruebas de fotocatálisis no fueron fructíferas, ya que no mostraron una cinética distinta a la de adsorción, y, por otro lado, los LDH con GO, no mostraron la sinergia que se esperaba en la adsorción del naranjo de metilo.