Síntesis de nanopartículas de hierro cerovalentes (FeNPs) usadas para la remoción de colorantes en agua

En el presente estudio se sintetizaron nanopartículas de hierro cerovalentes (FeNPs) para la remoción de cuatro colorantes sintéticos: rojo congo, amarillo titán, tartrazina y violeta de metilo en agua. Las FeNPs se prepararon por reducción del cloruro férrico con borohidruro de sodio en medio inerte, con un rendimiento de reacción del 91,82 %. Para evaluar el efecto de la remoción de los colorantes usando las FeNPs, se emplearon concentraciones de 25, 50 100, 150 y 200 g/L de FeNPs con tiempos de contacto en agua de 10, 20 y 30 minutos, y se analizó la variación de pH a 3, 5, 7, 9 y 11. Las nanopartículas sintetizadas se caracterizaron por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM, por sus siglas en inglés) y con detector de Rayos X (EDX). Se verificó la remoción de los colorantes en agua por Espectroscopía de Infrarrojos con Transformada de Fourier (FT-IR) y Espectroscopia UV-Vis. De acuerdo a los resultados, se obtuvieron nanopartículas agregadas en forma de hilo de 53.3, 60.4 y 92.1 nm. El análisis elemental SEM-EDX identificó la presencia de hierro en 86.2%. Por Espectroscopía FT-IR se comparó el espectro de cada colorante puro con el del complejo FeNPs-colorante, para constatar el acoplamiento del colorante por acción de las nanopartículas. Los parámetros más adecuados de remoción se dieron al emplear 200 g/L de FeNPs con un tiempo de contacto en agua de 30 minutos. Se logró una eficiencia de remoción máxima del 95,55% para el rojo congo, 85,96% para el amarillo titán, 83,28% para la tartrazina y 95,96% para el violeta de metilo. Respecto a la variación del pH, la remoción se vio favorecida al usar pH 3, con una eficiencia del 96,81% para el rojo congo, 92,55% para el amarillo titán, 90,01% para la tartrazina y 98,71% para el violeta de metilo. La aplicabilidad de las nanopartículas de hierro cerovalentes se demostró con la rápida y fácil decoloración del agua contaminada con los colorantes.