Síntesis verde de nanopartículas para la eliminación de colorantes en medios acuosos

Abstract

[Resumen] La presencia de sustancias químicas tales como colorantes en los medios acuosos, constituye un grave problema medioambiental dada su elevada toxicidad y baja biodegradabilidad. En las últimas décadas la síntesis de nanopartículas ha experimentado un gran avance debido al elevado número de aplicaciones de las mismas en campos como la cosmética, la industria y en especial el medioambiente. En el presente estudio se lleva a cabo la síntesis de nanopartículas empleando sustancias químicas de origen natural como los extractos de algunas plantas en vez de reductores peligrosos como borohidruro sódico (NaBH4). El principal objetivo es la obtención de nanopartículas de Fe (FeNPs) y de plata (AgNPs) mediante la reducción de sales metálicas con extracto de eucalipto. La caracterización de las partículas se realiza empleando distintas técnicas como por ejemplo la Microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía ultravioleta-visible, turbidimetría y DLS (dispersión de luz dinámica). Se evalúa el efecto de las FeNPs y AgNPs en el proceso de degradación de colorantes en medios acuosos, también se ensayan procesos de oxidación tipo Fenton mediante la adición de peróxido de hidrógeno a la mezcla de nanopartículas. Además se llevan a cabo diversos estudios cinéticos para optimizar los parámetros de interés en la degradación del colorante como son la concentración de peróxido de hidrógeno o cantidad de nanopartículas. De este modo, se observa que el uso de tecnologías avanzadas de oxidación como las reacciones tipo Fenton, en presencia de nanopartículas, muestran gran eficacia en la descontaminación de aguas.[Resumo] A aparición de substancias químicas coma os colorantes nos medios acuosos, constitúe un grave problema medioambiental dada a súa elevada toxicidade e baixa biodegradabilidade. Nas últimas décadas a síntese de nanopartículas experimentou un gran avance debido ao elevado número de aplicacións das mesmas en campos como a cosmética, a industria e especialmente no medioambiente. No presente estudo lévase a cabo a síntese de nanopartículas empregando substancias químicas de orixe natural coma os extractos dalgunhas plantas en lugar de reductores perigosos tales coma o borohidruro sódico (NaBH4). O principal obxectivo é a obtención de nanopartículas de ferro (FeNPs) e de prata (AgNPs) mediante a reducción de sales metálicas con extracto de eucalipto. A caracterización das partículas realízase empregando diferentes técnicas coma por exemplo a microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía ultravioleta-visible, turbidimetría e DLS (dispersión de luz dinámica). Evalúase o efecto das FeNPs e AgNPs no proceso de degradación de colorantes en medios acuosos, tamén se ensaian procesos de oxidación tipo Fenton mediante a adición de peróxido de hidróxeno á mezcla de nanopartículas. Ademáis lévanse a cabo diversos estudos cinéticos para optimizar os parámetros de interese na degradación do colorante, coma a concentración de peróxido ou a cantidade de nanopartículas. De esta maneira, obsérvase que o uso de tecnoloxías avanzadas de oxidación como as reaccións tipo Fenton en presencia de nanopartículas, amosan gran eficacia na descontaminación de auga.[Abstract] The occurrence of chemicals such as dyes is a serious environmental problem for aqueous media because of its high toxicity and low biodegradability. In recent decades the synthesis of nanoparticles has experienced a great development due to the high number of applications in many fields, such as cosmetics, industry and environment. In this study a natural synthesis of nanoparticles is carried out using extracts from plants instead of hazardous chemicals like sodium borohydride (NaBH4). The main objective is to obtain nanoparticles of iron (FeNPs) and silver (AgNPs) by reduction of metal salts with eucalyptus extract. The characterization of the particles is developed using different techniques such as transmission electron microscopy (TEM), UV-Visible spectroscopy, turbidimetry and DLS (dynamic light scattering). The effect of AgNPs and FeNPs in the process of degradation of dyes is evaluated, Fenton-type oxidation processes are also tested by adding hydrogen peroxide to the mixture of nanoparticles. Furthermore kinetic studies are developed to optimize certain parameters in dye degradation process, for example the hydrogen peroxide concentration or the amount of nanoparticles. Obtained results show the high efficiency of the Fenton oxidation reactions in decontamination of water.