Síntesis de nanofibras de ferrita de níquel para la remoción de clorpirifós-metil en aguas

Dentro de la amplia variedad de materiales nanoestructurados, las nanofibras (NFs) han suscitado un gran interés en la investigación debido a sus propiedades físicas y químicas únicas, tales como la elevada relación superficie/volumen y alta porosidad, lo que les confiere un enorme potencial de aplicación^1,2. En particular, las NFs magnéticas resultan de interés como adsorbentes en procedimientos de extracción en fase sólida magnética (MSPE).

El hilado por soplado en solución (solution blow spinning, SBS) ha surgido en la última década como una técnica eficiente y de bajo costo para producir NFs. A diferencia del electrospinning, permite trabajar con soluciones poliméricas sin requerir la aplicación de campos eléctricos ^1,3. En esta técnica, las NFs se forman a partir de corrientes paralelas de solución polimérica y un gas comprimido (por ej. aire), impulsadas a través de una boquilla concéntrica. La solución es sometida a un intenso estiramiento, dando lugar a la formación de un flujo muy fino. Este flujo es dirigido a un horno tubular, donde el disolvente se evapora rápidamente, promoviendo la solidificación del material y su posterior deposición en forma de fibras sobre el colector^1,2.

En este trabajo, se sintetizaron NFs de NiFe₂O₄ mediante SBS, utilizando una solución de polivinilpirrolidona y sales precursoras metálicas en una relación molar Fe:Ni de 2:1. En el proceso de hilado se utilizó una distancia de trabajo (entre el extremo de la boquilla y el colector) de 50 cm, una boquilla de 15 mm de longitud, caudal de inyección de 4,5 mL/h, presión de aire de 30 psi y temperatura de horno de 300 °C. Posteriormente, las NFs se calcinaron a 700 °C durante 60 min y se caracterizaron mediante XRD, SEM, magnetometría, análisis BET y potencial zeta. Las NFs obtenidas presentaron un diámetro medio de 160 nm, área superficial de 131 m²/g, elevada porosidad y comportamiento ferromagnético.

Las NFs de NiFe₂O₄ se evaluaron como adsorbente para la remoción de clorpirifós-metil, un insecticida organofosforado de amplio espectro, mediante MSPE. La eficiencia de extracción se determinó por espectrometría UV-Vis (λ = 268 nm), evaluando el efecto del pH (4–8), el tiempo de extracción (15–60 min) y la masa de NFs (8–25 mg), mediante un diseño de experimentos adecuado. Finalmente, el procedimiento MSPE será aplicado, bajo condiciones óptimas, a la extracción del analito en muestras de agua superficial y subterránea.