Adsorción de ácido arsenioso en nanoclusters de Fe con sustituciones de Cu, Ni Y Pd

ALFONSO TOBÓN, LESLIE L.; BRANDA, MARÍA M.

San Miguel de Tucumán

Congreso; XXI Congreso de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

El hierro cerovalente nanoparticulado (nZVI) es uno de los materialesactualmente más utilizado para la eliminación de arsénico, debido a su bajo costo y alta eficiencia para inmovilizar contaminantes. Propiedades tales como tamaño y la forma que adapta cuando entra en contacto con el agua potencializan su capacidad adsorbente. La interfase entre el óxido superficial y su núcleo metálico permite atrapar y reducir eficazmente el As(V) a As(III), incluso hasta As(0)(1). Por las razones antes expuestas y teniendo en cuenta además que el As(III) es la especie más abundante y toxica en las aguas subterráneas, en este trabajo hemos estudiado la adsorción del ácido arsenioso (H3AsO3) usando métodos mecano-cuánticos. Objetivo: Estudiar las propiedades adsortivas de nanoclusters de Fe con sustituciones de Cu, Ni y Pd y correlacionar estos resultados con datos experimentales de bibliografía. La simulación se realizó bajo condiciones anóxicas. Se modeló un nanocluster de 32 átomos de hierro, realizando sustituciones atómicas en un vértice y un borde, por átomos de Cu, Ni y Pd. Se analizaron energías de adsorción de H3AsO3 (Eads) y cargas atómicas usando el método de Bader (MB) para caracterizar la interacción entre el ácido y los nanoclusters bimetálicos usando cálculos basados en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) con polarización de espín. Para ello se utilizó el código VASP con un modelo periódico y una base de ondas planas. Hallamos que la Eads para Fe/Ni con sustitución en el borde es muy semejante a la obtenida anteriormente para Fe puro. Sin embargo, las propiedades adsortivas disminuyen con las sustituciones de Cu y Pd. Por otro lado, analizando las cargas de Bader, el átomo de As toma más de 3.5 /e/ cuando se adsorbe en los nanoclusters de Fe puro y de Fe/Ni. A partir de nuestros resultados pudimos confirmar la reducción del As -consecuencia de la transferencia electrónica por parte del Fe y Fe/Ni- concluyendo que estos dos sustratos son los que mayor reactividad presentan para capturar y adsorber el As.