Ultrasound-assisted synthesis of polyacrylamide-grafted sodium alginate and its application in dye removal

Síntesis asistida por ultrasonidos de alginato sódico injertado con poliacrilamida y su aplicación en la eliminación de colorantes

Se sintetizó un adsorbente polimérico basado en alginato sódico (SAG) injertado con poliacrilamida (PAM) (SAG- g-PAM) utilizando un método asistido por ultrasonidos. La polimerización por adición se llevó a cabo con persulfato de amonio como iniciador, a diferentes concentraciones de acrilamida (AM). Los copolímeros SAG-g-PAM se evaluaron mediante espectroscopias FTIR y 13C NMR, análisis termogravimétrico, eficiencia de injerto (%GE) y viscosidad intrínseca en solución de NaCl a 25 °C. Se pudieron obtener copolímeros de injerto en una reacción que duró hasta 10 min utilizando energía ultrasónica con una eficiencia de injerto superior al 75%. 

Se investigó la eficiencia de decoloración y la capacidad de adsorción de los copolímeros SAG- g-PAM en la adsorción de azul de metileno (MB). La adsorción del colorante dependió del pH, y la capacidad de adsorción (69,13 mg/g) alcanzó su máximo a pH 10. Todos los copolímeros de injerto han mostrado la misma eficiencia de decoloración (99%), y el mejor para la eliminación de MB es el SAG-g-PAM6 (%GE = 75%), ya que se requiere un menor contenido de acrilamida en la síntesis.

INTRODUCCIÓN

Los derivados de polisacáridos tienen muchas aplicaciones potenciales, como hidrogeles, ingeniería de tejidos, inmovilización celular, aplicaciones alimentarias, y también se han utilizado ampliamente como adsorbentes para eliminar contaminantes del agua contaminada. La solubilidad, la hidrofobicidad, las propiedades fisicoquímicas y las características biológicas de los polisacáridos pueden modificarse al reaccionar los grupos hidroxilo y carboxilo con compuestos adecuados a través de la derivatización de los grupos funcionales, injertos, reacciones oxidativas y/o degradación hidrolítica.

Un método conveniente para producir derivados de polisacáridos es el injerto de polímeros sintéticos en la estructura de los polisacáridos. El alginato injertado con acrilamida obtenido por métodos convencionales, rayos gamma y microondas se ha utilizado frecuentemente como polielectrolito en la administración de medicamentos, floculante y adsorbente en la eliminación de tintes. El método asistido por ultrasonido se utilizó para producir polisacáridos modificados con acrilamida, lo que promovió un tiempo de copolimerización de injerto más corto y una mayor eficiencia de injerto. 

El ultrasonido se ha utilizado para mejorar el rendimiento de una amplia gama de reacciones químicas mediante el proceso de cavitación dentro de un líquido, en el cual se introduce energía en un corto período de tiempo produciendo un gran número de microburbujas que colapsan en unos pocos microsegundos, proporcionando energía adicional al sistema.