Estudio de la eliminación de cobre de soluciones acuosas utilizando celulosas modificadas con anhídrido succínico y poliaminas

Study of Copper Removal from Aqueous Solutions Using Modified Celluloses with Succinic Anhydride and Polyamines

Este trabajo describe la preparación de nuevos materiales, derivados de la celulosa, para ser utilizados como agentes complejantes de iones de metales pesados en soluciones acuosas y, por tanto, para descontaminar aguas contaminadas por dichos metales. La primera parte trata de la modificación química de la celulosa mediante anhídrido succínico. Las funciones de ácido carboxílico introducidas en el material se utilizaron para anclar poliaminas dando lugar a tres nuevas celulosas modificadas. Los materiales obtenidos se caracterizaron mediante análisis elemental y espectroscopia infrarroja (IR). La segunda parte del trabajo consiste en la evaluación de la capacidad de adsorción de las celulosas modificadas frente a iones Cu²⁺ en disoluciones acuosas. El estudio se realizó por titulación, un método analítico tradicional. Los distintos materiales mostraron una capacidad máxima de complejación que osciló entre 141 y 263 mg de Cu²⁺ por gramo del material modificado. La eficacia para la complejación de iones Cu²⁺ fue proporcional al número de funciones aminas introducidas en la celulosa.

INTRODUCCIÓN

La contaminación del agua es uno de los problemas medioambientales a los que se enfrenta la sociedad moderna[1,2]. La contaminación del agua y el suelo por metales pesados es una de las formas de contaminación ambiental que ha despertado la mayor preocupación e interés de los organismos medioambientales y gubernamentales de todo el mundo. Esto se debe a que dicha contaminación puede causar graves efectos adversos en el ecosistema, ya que estos metales persisten en el medio ambiente porque no son degradables, además de ser altamente tóxicos para los organismos vivos, incluso en concentraciones muy pequeñas[3].

Algunos agentes quelantes del tipo de las poliaminas son reconocidos como eficaces en la complejación de metales pesados[4], en particular Cu²⁺, Zn²⁺ y Pb²⁺. Algunos estudios describen el uso de este tipo de compuestos en la purificación de agua o combustible contaminados por dichos iones[5].

La preocupación por el medio ambiente ha llevado a un aumento de la producción de materiales para aplicaciones de interés medioambiental. Esta tendencia ha contribuido a que biomateriales tradicionales, como las fibras naturales, se hayan reconsiderado, por ejemplo, como sustituto de los polímeros sintéticos, ya que en muchos casos tienen mejor rendimiento. La celulosa, el principal constituyente de la materia vegetal, es un polímero que puede sufrir modificaciones químicas utilizando principalmente las funciones hidroxilo primarias presentes en sus moléculas. La química de materiales como la celulosa se realiza normalmente para crear polímeros de celulosa con diferentes propiedades fisicoquímicas, como acetato de celulosa, nitrato de celulosa y carboximetilcelulosa[6].