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El Verde de Malaquita (MG) es un colorante catiónico ampliamente utilizado como colorante en la piscicultura, la industria alimentaria, la biomedicina y la industria petrolera. Sin embargo, el verde de malaquita tiene una alta actividad citotóxica, lo que lo convierte en una sustancia extremadamente peligrosa para un ecosistema sostenible.
![Buscando el mejor absorbedor de verde malaquita a base de grafeno](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39687_16633399033627676.jpg)
Estudio: Eliminación comparativa de tintes catiónicos peligrosos por MOF-5 y óxido de grafeno modificado. Crédito: Ángel Soler Gollonet/Shutterstock.com
Por lo tanto, la eliminación oportuna del verde de malaquita es fundamental para mantener un ecosistema verde y los estándares de salud pública requeridos.
Un estudio reciente publicado en la revista Scientific Reports se centra en este tema mediante el examen de marcos organometálicos (MOF-5) y óxido de grafeno reducido como absorbentes potenciales para la extracción y eliminación de verde de malaquita.
Verde de malaquita (MG): un colorante catiónico nocivo
Los tintes catiónicos como el verde de malaquita se usan ampliamente en una variedad de industrias. La industria textil es el mayor consumidor de productos colorantes catiónicos entre una amplia gama de industrias.
El consumo de tinte útil suele ser bajo debido a la tasa de unión mínima y aproximadamente el 50 % de los materiales de tinte normalmente se eliminan como aguas residuales. La baja tasa de degradación y la estructura heteroaromática del verde de malaquita inhiben la degradación microbiana eficiente en la filtración de aguas residuales industriales.
Como sugiere su nombre, los colorantes catiónicos son muy visibles. Su existencia en hábitats acuáticos no solo es visualmente poco atractiva, sino que también afecta el medio ambiente debido a sus efectos tóxicos sobre la vida marina y la interrupción del proceso fotosintético.
Al igual que otros colorantes catiónicos, el verde de malaquita se utiliza en las industrias piscícola, alimentaria, sanitaria y farmacéutica por sus impresionantes propiedades antiparasitarias. Sin embargo, varios estudios recientes han encontrado que consumir verde de malaquita tiene un efecto adverso en el ADN de animales y plantas.
La adsorción como método óptimo para eliminar el verde de malaquita
El verde de malaquita es extremadamente tóxico, cancerígeno y genotóxico y, por lo tanto, debe eliminarse de las aguas residuales antes de su liberación. Se utilizan varios métodos, como la fotorreducción, las vías bioquímicas, la separación por membrana y la adsorción, para el tratamiento de aguas residuales y la reducción de la intensidad de los colorantes catiónicos antes de su liberación al medio ambiente.
La adsorción es un método popular para eliminar el verde de malaquita porque ofrece varias ventajas sobre otras técnicas. Es una opción intrigante y flexible debido a su facilidad de uso y construcción, su naturaleza no tóxica y su alto rendimiento a bajos niveles de contaminantes.
En los últimos años, se han realizado muchos estudios para crear nuevos adsorbentes con propiedades únicas para la protección del medio ambiente.
MOF-5 y óxido de grafeno: adsorbentes ideales para la eliminación de MG
Los marcos organometálicos (MOF) son una clase única de sustancias altamente permeables compuestas de elementos inorgánicos y biológicos. Los MOF tienen una interfaz interna y un volumen de poros grandes y son de naturaleza cristalina.
MOF-5 es un marco orgánico de metal bien conocido debido a su permeabilidad única y resistencia al calor. MOF-5 consta de subgrupos tridimensionales de ácido tereftálico y óxido de zinc. Además, son altamente controlables en términos de diseño y funcionalidad, lo que los convierte en adsorbentes óptimos para la separación de verde de malaquita.
El óxido de grafeno (GO) es un derivado de grafeno configurable con grupos altamente funcionales como carboxilo, hidroxilo y epoxi. El óxido de grafeno reducido (RGO) es otro derivado del grafeno con alta humectabilidad y abundancia de funcionalidades hidroxilo.
La familia de los óxidos de grafeno es adecuada para métodos de tratamiento como adsorción, filtración por membrana, tratamiento electroquímico y diálisis debido a la presencia de grupos funcionales y su alta versatilidad y adaptabilidad. Por lo tanto, MOF-5 y óxido de grafeno reducido se pueden utilizar como adsorbentes adecuados para la eliminación de malaquita verde de las aguas residuales industriales.
Aspectos destacados y desarrollos clave del estudio actual
Este estudio tuvo como objetivo comparar las propiedades de adsorción de colorantes de MOF-5, un marco híbrido, y el óxido de grafeno reducido, una sustancia carbonosa. Los investigadores comenzaron a realizar un estudio comparativo para ver cómo las diferentes especificaciones de adsorción afectaban el rendimiento de MOF-5 y reducían el óxido de grafeno.
Luego se estudiaron los efectos de factores operativos como el pH, la cantidad de adsorbente, la acumulación de verde de malaquita y el coeficiente de difusión. También se estudió la estabilidad del sistema de adsorción para comprender el proceso de adsorción y correlacionar la capacidad de adsorción de los materiales utilizados.
Tanto MOF-5 como el óxido de grafeno reducido mostraron un rendimiento admirable en la eliminación del verde de malaquita. Sin embargo, el óxido de grafeno reducido superó al MOF-5 en la adsorción de verde de malaquita con una velocidad cinética 7,2 veces mayor y una capacidad de adsorción 21 veces mayor.
El análisis comparativo presentado en este estudio muestra claramente que las estructuras organometálicas como MOF-5 y los materiales carbonosos como el óxido de grafeno reducido tienen un excelente potencial para eliminar contaminantes ambientales nocivos.
Relación
Mohammadi, AA et al. (2022). Eliminación comparativa de tintes catiónicos peligrosos por MOF-5 y óxido de grafeno modificado. Informes científicos. Disponible en: https://doi.org/10.1038/s41598-022-19550-5
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