Obtención de Nano-montmorillonitas a partir de montmorillonitas nacionales, para aplicaciones tecnológicas

Abstract

Debido a su gran versatilidad y abundancia, las arcillas han sido utilizadas desde la antigüedad para diversas aplicaciones, a pesar de que se desconocían los fundamentos científicos de sus propiedades intrínsecas. Con el desarrollo del conocimiento científico-tecnológico del último siglo, se lograron determinar sus propiedades físico-químicas que les brindan dicha versatilidad.Las principales propiedades de las arcillas, en particular de las montmorillonitas, son su gran superficie específica y su capacidad de intercambio catiónico que las postulan como buenos adsorbentes de especies catiónicas. Con el objetivo de mejorar su capacidad de adsorción de moléculas orgánicas neutras o aniónicas, se propone la modificación química mediante reacciones de intercambio catiónico con sales de alquilamonio, para generar nuevos sitios de adsorción y cambios en su hidrofilicidad/hidrofobicidad.La diversidad de suelos y climas que ofrece el territorio nacional, permite la existencia de una producción muy variada de frutas entre las cuales se encuentra la de frutas de pepita en la Patagonia. En esta industria, se generan grandes volúmenes de efluentes conteniendo mezclas de fungicidas y detergentes, debido a los tratamientos post-cosecha a los cuales son sometidas las frutas. Esto genera una fuente puntual de contaminación, donde es posible la remoción de los contaminantes, previa disposición de los efluentes. Debido a la sencillez del proceso de adsorción y a la abundancia y bajo costo de las montmorillonitas en la Argentina, se plantea la hipótesis de utilización de montmorillonitas y sus productos de modificación química con sales de alquilamonio, para obtener las denominadas nano-montmorillonitas u organo-montmorillonitas, para el tratamiento de efluentes agrícolas. El objetivo de esta tesis es obtener diferentes organo-montmorillonitas y evaluar su capacidad de adsorción de tres fungicidas (fludioxonil, pirimetanil y metil-tiofanato) presentes en efluentes generados en el tratamiento post-cosecha de peras y manzanas, aportando conocimiento científico que permitan evaluar su aplicación tecnológica.En la primera parte de esta tesis se estudiarán diversas variables (tiempo, temperatura, efecto del solvente, del lavado, del ultrasonido, etc.) en la síntesis de organo-montmorillonitas a partir de una montmorillonita nacional y diferentes sales de alquilamonio (capítulo 2). Luego, estas organo-montmorillonitas obtenidas se utilizarán como adsorbentes de tres fungicidas (fludioxonil, pirimetanil y metil-tiofanato) comparando sus capacidades de adsorción con la montmorillonita natural (Capítulos 3, 4 y 5). Se caracterizarán los materiales antes y después de la adsorción con diferentes técnicas de caracterización (DRX, potencial zeta, diámetro aparente de partículas, ATD-TG y espectroscopía IR). En el capítulo 6, se estudiará la adsorción de mezclas de dos fungicidas (pirimetanil y metil-tiofanato) y se evaluará el efecto de los coadyuvantes, presentes en los formulados comerciales, en la adsorción de los principios activos. Además, se realizarán ensayos de floculación de los productos de adsorción así como también se estudiará la filtración en columna comparando la adsorción de metil-tiofanato por las organo-montmorillonitas con un carbón activado. Finalmente, se realizará un estudio preliminar de la disposición de los residuos sólidos generados luego del proceso de filtración en columna antes mencionado.