Síntesis y caracterización de nanopartículas de Fe0 soportadas en ácido poliacrílico

Abstract

RESUMEN: Las nanopartículas de Fe0 (NZVI) constituyen un importante campo de estudio de nanomateriales aplicados para la remediación de recursos hídricos contaminados. A pesar de sus características potencialmente útiles para aplicaciones medio ambientales, existe un conocimiento limitado sobre las propiedades de las NZVI, en especial, referente a su estructura, composición superficial y comportamiento en medio acuoso. El propósito de esta investigación fue sintetizar nanopartículas de Fe0 a través de una reducción química de FeCl3·6H2O con NaBH4, utilizando un enfoque pre-síntesis para la estabilización de las mismas a partir de ácido poliacrílico de 250000 g/mol (PAA250k). Dicha ruta ofrece ventajas sobre su relativa simplicidad y factibilidad económica que otras técnicas de síntesis no poseen. Sin embargo, a pesar de las buenas propiedades que resultan de este tipo de síntesis, la caracterización completa de las nanopartículas recubiertas con PAA250k por esta ruta de síntesis no se ha ampliado lo suficiente para conocer sus características potenciales y el efecto del polímero sobre la superficie de las mismas; por lo tanto, se llevó a cabo la caracterización de las NZVI mediante las técnicas de: Difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), magnetometría de muestra vibrante (VSM), fisisorción de N2, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS), dispersión dinámica de luz (DLS), dispersión de luz electroforética (ELS), voltametría cíclica (CV) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Así, con lo descrito anteriormente se evidenciarán las características inherentes de las NZVI recubiertas con PAA250k, y a partir de los resultados obtenidos se expondrán los productos de las caracterizaciones realizadas que indicaron buenas propiedades en términos de composición, estabilidad y distribución de tamaños promedio de partícula. ABSTRACT: The Nano Zero Valent Iron particles (NZVI) are an important field of nanomaterial’s study applied to remediation of contaminated water. Despite of their characteristics potencially useful for environmental applications, there is a limited knowledge about NZVI properties, specially, about their structure, surface composition and behavior in aqueous media. The purpose of this research was synthesize nano zero valent iron particles thorugh a chemical reduction of FeCl3·6H2O with NaBH4, using a pre-synthesis approach for their stabilization with polyacrylic acid of 250000 g/mol (PAA250k). This route offers advantages like its relative simplicity and economic feasibility over the disadvantages of other synthesis techniques. However, although the good properties from this kind of synthesis, the whole characterization of coated nanoparticles with PAA250k by this synthesis has not been extended enough in order to know their potential characteristics and the polymer’s effect over their surface; therefore the caracterization of NZVI was carried out by the next techniques: X-ray Difraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Vibrant Sample Magnetometry (VSM), Nitrogen Physisorption, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Dynamic Light Scattering (DLS), Electrophoretic Light Scattering (ELS), Cyclic Voltametry (CV) and Transmission Electron Microscopy (TEM). As described above it will be exposed the inherent characteristics of NZVI coated with PAA250k, and from the obtained results it will be shown the good properties in terms of composition, stability and average particle size distribution.