Síntesis y caracterización de bionanocompositos con base en fibras de fique y óxido de hierro (fe304) y evaluación de su actividad en la degradación de colorantes

Abstract

Los materiales nanoestructurados pueden ofrecer una eficiente e innovadora solución a los problemas ambientales. Las nanopartículas (NPs) de magnetita son una muy importante clase de nanomateriales debida a su baja toxicidad, alta estabilidad térmica y química, y a su capacidad de catálisis en la activación de H2O2, generando especies reactivas de oxígeno (ROS) fuertemente oxidantes. Debido a que el número de átomos en la superficie de las NPs gobierna su reactividad catalítica, tener control del tamaño de las NPs es de alta importancia. De aquí, que es interesante el uso de matrices de fibras de fique como biotempletes o soporte en la síntesis de NPs, debido a que están compuestas principalmente de celulosa un polímero natural que ayuda a la síntesis y estabilización de estas nanoestructuras. El material bionanocompuesto fue obtenido mediante el método de coprecipitación usando soluciones de Fe3+/Fe2+ en medio básico, asistido por ultrasonido, se usaron fibras de fique como soporte para la síntesis. El bionanocomposito fue caracterizado en términos de tamaño, morfología y recubrimiento de la superficie usando IR, DRX, SEM y FRX. Finalmente la actividad catalítica del nuevo material fue probado en la degradación de soluciones de colorantes textiles. Los resultados mostraron que el empaquetamiento de este polímero natural, la celulosa, produce una microestructura heterogénea con diferentes canales y cavidades que actúan como nanoreactores, facilitando el control del tamaño, dispersión, estabilización del material evitando el uso de agentes encapsulantes. Se observaron NPs esféricas, con un tamaño alrededor de 30 nm en la superficie de las fibras. El bionanocomposito fibras de fique/magnetita fue usado para remover eficientemente el color en soluciones de índigo carmín y muestras de agua residual de una industria textil Colombiana.