Desarrollo de matrices mesoporosas SMD-1 funcionalizadas aplicables para la adsorción y reducción significativa de la concentración de Mercurio en el agua

La exposición a Mercurio representa riesgos a la salud debido a que es neurotóxico, nefrotóxico y teratógenico. Es por ello, que es necesaria la remoción de este elemento de las matrices contaminadas, entre ellas el agua de consumo humano. A pesar de la existencia de diversos métodos eficaces para la remoción de Mercurio del agua, muchos de éstos presentan inconvenientes técnicos, complejidad de operación, generación de residuos contaminantes o altos costos de operación. En este proyecto se propuso el uso de la adsorción como una técnica para la remoción de Mercurio del agua por medio de materiales silíceos mesoporosos, SMD-1 (Sílice Mesoporosa Desordenada-1), funcionalizados con grupos mercaptano, los cuales forman aductos de Lewis con el Mercurio. Para tal efecto, se analizó la interacción de las variables que influyen en la adsorción del Mercurio, tales como temperatura, pH y concentración de metal. Los resultados demuestran que la SMD-1 funcionalizada con grupos mercaptano removió al Mercurio de soluciones acuosas con concentración de 171.4 mg/L (± 0.119) en un porcentaje mayor a 99.5% en condiciones de pH 7, tiempo de contacto de 60 minutos y concentración de grupos funcionales al 20% en peso con relación al material. El material mesoporoso mostró características estructurales, texturales y estabilidad térmica que le otorgan una amplia área de contacto, una buena resistencia mecánica y térmica, además de presentar una alta superficie de sitios activos para llevar a cabo la remoción.

Exposure to Mercury represents health risks due to its neurotoxic, nephrotoxic and teratogenic potential. The removal of this metal from the environment has become a necessity, there are efficient methods for the removal of mercury from water, however, they present some inconveniences, for instance, operation complexity, generation of contaminants or high costs. In this project, adsorption was proposed as a technique for the removal of mercury from water using mesoporous materials such as DMS-1 (Disordered Mesoporous Silica -1) functionalized with precursors of Thiol groups, which forms a bond with mercury by the soft acid-base Lewis interaction. The effect on the sorption of temperature, pH and metal concentration was studied. The results show that DMS-1 functionalized with 3-Mercaptopropilmethoxisilane (3-MPTS) removed up to 99.5% of mercury from solution with initial concentrations of 171.4 mg/L (± 0.119). This mesoporous material showed textural, structural and thermal characteristics that provides high surface area, mechanical and thermal resistance and a high surface of active sites to perform the adsorption.