Resumen

La eutrofización es uno de los efectos más adversos de la contaminación por nutrientes de las masas de agua, en las que el fosfato se considera el principal factor limitante. Se sintetizó el polimorfo vaterita de nanopartículas porosas de carbonato cálcico (VPCCNPs) y se utilizó para eliminar iones ortofosfato en el agua. En este estudio, las VPCCNPs se sintetizaron químicamente, utilizando acetato de calcio y bicarbonato de sodio en un medio de agua-etilenglicol, a una temperatura de 100°C, en un tiempo de reacción de 24 horas. Las nanopartículas sintetizadas se caracterizaron por difractometría de rayos X para confirmar que la fase cristalina del carbonato cálcico formado es el polimorfo esférico vaterita. La microscopía electrónica de barrido combinada con el análisis de dispersión de energía de rayos X confirma además la forma esférica de las nanopartículas de vaterita y la presencia únicamente de calcio, carbono y oxígeno, lo que demuestra la gran pureza de las nanopartículas de carbonato cálcico sintetizadas. El análisis granulométrico basado en la dispersión dinámica de luz láser (DLS) muestra que el tamaño medio de las partículas es de 25,5 nm. La espectroscopia infrarroja transformada de Fourier se utilizó para encontrar grupos funcionales antes y después de la adsorción de fosfato por las nanopartículas de vaterita. La eficiencia de eliminación de fosfato de las nanopartículas sintetizadas se ensayó con diferentes concentraciones de soluciones de fosfato (2-80 mg/L), niveles de pH (5-12), dosis de adsorbente (0.025-0.250 g), y tiempos de contacto (5-120 min). Se utilizó la cromatografía iónica para analizar las concentraciones de fosfato en las muestras de agua. El porcentaje máximo de eliminación de fosfato del 100% se obtuvo con 50 mL de solución de fosfato de 2 mg/L y 0,15 g de la nanopartícula sintetizada. Los datos de adsorción se ajustaron bien al modelo de isoterma de adsorción de Langmuir y al modelo cinético de pseudo-segundo orden con R2 de 0.99 y 0.98 (constante de velocidad -0.083 g-1 min-1), respectivamente. La presencia de F-, NO3-, y SO42- no tiene ningún efecto sobre la adsorción de fosfato ya que se obtiene una eliminación del 100% de fosfato en presencia de estos iones. Además, la partícula muestra una eliminación del 100% de los iones ortofosfato disponibles en aguas eutróficas independientemente de la presencia de muchos otros iones en las masas de agua naturales. El estudio presenta una opción viable para eliminar el exceso de fosfato en aguas naturales hasta niveles deseables como medio para controlar la eutrofización.

• Materias:Biotecnología Análisis electroquímico Nanotecnología Nanopartículas Nanocompuestos
• Subjects:Biotechnology Electrochemical analysis Nanotechnology Nanoparticles Nanocomposites
• Palabras claves:presencia, iones ortofosfato, nanopartículas de vaterita, dispersión dinámica de luz láser, porcentaje máximo de eliminación de fosfato, nanopartículas porosas de carbonato cálcico, solución de l fosfato, tamaño medio de partícula, nanopartículas de carbonato cálcico, medio de etilenglicol
• Keywords:presence, orthophosphate ions, vaterite nanoparticles, dynamic laser light scattering, maximum phosphate removal percentage, porous calcium carbonate nanoparticles, l phosphate solution, average particle size, calcium carbonate nanoparticles, ethylene glycol media