Estudios iniciales para el desarrollo de captadores de contaminantes ambientales en medio acuoso basados en nanopartículas de hierro

Abstract

[spa] Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) son compuestos orgánicos que principalmente, se generan por la combustión incompleta de combustibles sólidos o líquidos, o durante ciertas actividades industriales. El incremento de su presencia en el medio ambiente en los últimos años ha promovido el interés de la comunidad científica por su estudio y eliminación. En este trabajo se presentan dos nuevos tipos de nanopartículas magnéticas (MNP) a base de magnetita (Fe2O3), que se comparan con una tercera, ya presentada en proyectos anteriores. Estas nanopartículas están funcionalizadas con tres moléculas orgánicas semirrígidas basadas en la molécula de dopamina: la primera de ellas un derivado de anhídrido ftálico, la segunda un derivado de naftaleno y la tercera un derivado de perileno. Dicha funcionalización permite obtener nanopartículas magnéticas que han demostrado tener la capacidad de reconocer y capturar PAHs en medio acuoso mediante interacciones π-π entre sistemas aromáticos. El propósito de este estudio es ver la influencia del tamaño del resto orgánico que funcionaliza la MNP sobre su capacidad de interacción con tres ejemplos representativos de este tipo de contaminantes que se diferencian en el número de anillos, como son: pireno, naftaleno y dibenzo( a,h)antraceno. Para ello, reproduciendo una metodología descrita en la bibliografía, se calcula la constante de Langmuir entre las nanopartículas funcionalizadas y los contaminantes, de esta manera se determina el grado de interacción entre ambos. Los resultados obtenidos muestran que no existe una relación de preferencia entre el tamaño del resto orgánico que funcionaliza la MNP y el peso molecular del contaminante, ya que los tres modelos presentan prácticamente el mismo valor de la constante de Lamgmuir para los tres analitos ensayados. Únicamente se aprecia un ligero aumento de la interacción cuando se trabaja con las nanopartículas funcionalizadas con el derivado del naftaleno. Los experimentos realizados en idénticas condiciones utilizando MNP no funcionalizadas demuestran, que si bien existe una interacción entre éstas y los analitos ensayados, es mucho menor que cuando están funcionalizadas. Se comprueba así la importancia de la asociación de los restos orgánicos a los nanomateriales para aumentar su capacidad de interacción con los contaminantes objetivo. Todos los estudios realizan por espectroscopia de fluorescencia, ya que tanto las nanopartículas funcionalizadas, como los PAHs son muy activos en esta técnica.