Preparación y caracterización de hidrogeles magnéticos basado en Fe₃O₄/POLI(HEMA-PEG₆MA-Al) para la adsorción del colorante azul de metileno

Abstract

La contaminación de los cuerpos de agua por colorantes sintéticos provenientes de las aguas residuales industriales es un problema ambiental. El azul de metileno es uno de los colorantes sintéticos más utilizados; por ello, se ha buscado desarrollar materiales adsorbentes. Entre los adsorbentes de mayor interés se encuentran los hidrogeles nanocompuestos, ya que poseen buena capacidad de adsorción y facilidad de recuperación. En este trabajo se realizó la preparación de hidrogeles a base de poli (metacrilato de 2-hidroxietilo-co-metacrilato de polietilenglicol-co-ácido itacónico) [poli (HEMA-PEG6MA-AI)] entrecruzado con partículas de magnetita Fe3O4 modificadas con metacrilato de 3-(trimetoxisilil)propil (MTMSP). La caracterización de las nanopartículas de Fe3O4, las nanopartículas de Fe3O4 funcionalizadas y los hidrogeles se realizó mediante espectroscopía infrarroja (FTIR), difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de transmisión (TEM) y termogravimetría (TGA). Se evaluó la capacidad de los hidrogeles para la remoción de azul de metileno (AM) tomando como parámetros la dosis, pH, tiempo de contacto y concentración inicial. El hidrogel preparado con 15 mg de Fe3O4-MTMSP y 10 % de MTMSP (HG15-10) removió AM en un 92,63 % con una dosis de 5 mg, pH 8, 15 °C y 24 horas de contacto. Los datos se ajustaron mejor al modelo cinético de pseudo segundo orden y a la isoterma de Langmuir. La capacidad máxima de adsorción (Qmax) del hidrogel HG15-10 fue de 270,27 mg/g. Los estudios de adsorción-desorción demostraron que el hidrogel puede utilizarse durante cinco ciclos consecutivos, lo que indica su potencial para remover azul de metileno de aguas residuales.