Eliminación rápida de fluoruro del agua utilizando nanopartículas núcleo@cáscara y @cáscara de SiO2@ZrO2 y @ZrO2. Investigación de los mecanismos involucrados e impacto de la lixiviación elemental

El fluoruro es un contaminante natural del agua, el cual pone en peligro a muchas personas en todo el mundo cuando está presente en concentraciones superiores a 2 ppm. Aquí, la eliminación de fluoruro por cuatro partículas coloidales nanoestructuradas diferentes (SiO2@ZrO2nc, SiO2@ZrO2c, @ZrO2nc y @ZrO2c) se midió en sistemas estancos en un período de 24 h. Sorprendentemente, estos materiales eliminaron el fluoruro de las soluciones acuosas y alcanzaron el equilibrio en menos de 10 minutos. La combinación de una superficie específica alta y una rápida eliminación de fluoruro colocó a estos materiales entre los mejores actualmente conocidos en la eliminación de fluoruro. Además, se midió y cuantificó el impacto de la lixiviación de elementos. La influencia del tiempo, el pH y la concentración de fluoruro en la lixiviación de Zr y Si se evaluó con una metodología de superficie de respuesta. La lixiviación de Zr y Si continuó durante varias horas y dependió de coeficientes de primer orden, cuadráticos y de productos cruzados. Los estudios previos de eliminación de fluoruro con óxido de circonio a menudo asumían que una disminución en la concentración de fluoruro en la solución indicaba que el fluoruro estaba unido a la superficie del óxido. La solubilidad del óxido de circonio en agua es baja, pero no nula. Por tanto, Zr podría haber formado complejos fluorados solubles. Este es el primer reporte de eliminación de fluoruro con óxido de circonio que estudió la lixiviación del sólido para excluir la formación de fluorocomplejos solubles.
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