Síntesis verde de nanopartículas de óxido de hierro empleadas para la retención de mercurio presente en aguas

Autores/as

  • Rodrigo Sarria-Villa Grupo de Investigación en Química Analítica Ambiental GIQA, Departamento de Química, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, Calle 5 # 4-70 https://orcid.org/0000-0003-1295-7865
  • José Gallo-Corredor Grupo de Investigación en Química Analítica Ambiental GIQA, Departamento de Química, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, Calle 5 # 4-70 https://orcid.org/0000-0002-4861-2837
  • Santiago Pabón Grupo de Investigación en Química Analítica Ambiental GIQA, Departamento de Química, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, Calle 5 # 4-70 https://orcid.org/0000-0002-0157-0166

DOI:

https://doi.org/10.65093/aci.v17.n1.2026.47

Palabras clave:

adsorción, metales pesados, contaminación, biomasa, nanopartícula

Resumen

En el presente estudio, se llevó a cabo la optimización de la síntesis de nanopartículas de hierro, que utilizó un extracto acuoso de follaje de Eucalyptus grandis, el cual fue usado junto con una sal de cloruro de hierro (II) tetrahidratado y una sal de cloruro de hierro (III) hexahidratado usando agua como solvente, además de una solución básica de hidróxido de sodio. Las nanopartículas se precipitaron, filtraron y secaron, encontrándose un rendimiento del 98.99%. Las nanopartículas sintetizadas mostraron una superficie especifica de 131.90 m2/g. Se realizó un análisis de sus grupos funcionales mediante la técnica de espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (IR-TF) y el tamaño de partícula se determinó por medio de microscopía electrónica de transmisión (MET).  Se evaluó y valoró el comportamiento de las nanopartículas sintetizadas durante la retención de Hg (II). La isoterma de adsorción se ajustó al modelo de Freundlich, típica de un modelo de adsorción heterogénea, cuya máxima capacidad de adsorción para Hg(II) fue alcanzada en 274.92 mg Hg/g de nanopartícula. La partícula si presentó un buen porcentaje de retención para el mercurio (79.26%) presente en aguas, además de que esta partícula sintetizada reduce la necesidad de reactivos para su preparación, no genera residuos contaminantes y demanda un costo energético bajo.

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Citas

Awwad, A.M., & Salem, N.M. (2013). A green and facile approach for synthesis of magnetite nanoparticles. Nanoscale Research Letters, 8 (1), 1–6. https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-266

Budnik, L.T. & Casteleyn, L. (2019). Mercury pollution in modern times and its socio-medical consequences. Science of the Total Environment, 654, 720–734. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.408

Carolin, C.F., Kumar, P.S., Saravanan, A., Joshiba, G.J. & Naushad, M. (2017). Efficient techniques for the removal of toxic heavy metals from aquatic environment: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5 (3), 2782–2799. https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.05.029

Choudhary, M., Kumar, R. & Neogi, S. (2018). Activated biochar derived from Opuntia ficus-indica for the adsorption of Hg(II). Journal of Environmental Chemical Engineering, 6 (4), 5265–5276. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.08.016

Costa, J.A.S., Sarmento, V.H.V., Romão, L.P.C. & Paranhos, C.M. (2019). Adsorption of heavy metals from aqueous solutions using agricultural wastes: A review. Environmental Science and Pollution Research, 26, 24541–24556. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05801-6

Ersan, G., Apul, O.G., Perreault, F. & Karanfil, T. (2017). Adsorption of organic contaminants by graphene nanosheets: A review. Water Research, 126, 385–398. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.09.010

Ewecharoen, A., Thiravetyan, P. & Nakbanpote, W. (2009). Comparison of nickel adsorption from aqueous solution by various plant residues. Journal of Hazardous Materials, 171 (1–3), 335–339. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.06.008

Fu, F. & Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewater: A review. Journal of Environmental Management, 92 (3), 407–418. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011

García, I.N. (2015). “Síntesis verde de nanopartículas para la eliminación de colorantes en medios acuosos”. Universidad de la Coruña. https://ruc.udc.es/entities/publication/2ff9b452-ebe1-4760-88b4-deb46623f1b1

García, J.C., Pérez, A. & Ríos, L.A. (2015). Biomass-derived materials for heavy metal adsorption. Bioresource Technology, 196, 706–713. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.08.023

Gurung, M., Adhikari, B.B., Alam, S., Kawakita, H., Ohto, K., Inoue, K., et al. (2011). Removal of As(III) from aqueous solution by adsorption onto orange waste. Journal of Hazardous Materials, 185 (1), 50–57. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.113

Gutiérrez-Mosquera, H., Sujitha, S.B., Jonathan, M.P., Sarkar, S.K., Medina-Mosquera, F. & Ayala-Mosquera, H. (2018). Mercury levels in sediments from Colombian aquatic ecosystems. Environmental Earth Sciences, 77, 1–13. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7426-3

Huang, Y., Wu, D., Wang, X., Huang, W., Lawless, D. & Feng, X. (2010). Removal of heavy metals from water using polyvinylamine modified cellulose. Journal of Hazardous Materials, 173 (1–3), 538–546. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.090

Laguna, M.F. (2014). Procesos de adsorción en sistemas ambientales. Editorial Universitaria.

Martínez, J. L. (2006). Introducción al magnetismo de los sólidos. Editorial Reverté.

Mohmood, I., Lopes, C.B., Lopes, I., Ahmad, I., Duarte, A.C. & Pereira, E. (2016). Nanoscale materials and their use in water contaminants removal—A review. Environmental Science and Pollution Research, 23, 16807–16829. https://doi.org/10.1007/s11356-016-6561-1

Najafi, M., Yousefi, Y. & Rafati, A. A. (2021). Green synthesis of metal nanoparticles using plant extracts. Materials Chemistry and Physics, 263, 124321. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124321

Noval, V.E., Carriazo, J.G. & Moreno, S. (2017). Ferrimagnetic iron oxide nanoparticles: Synthesis and applications. Applied Surface Science, 425, 556–567. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.06.222

Nguyen, M.D., Tran, H.V., Xu, S. & Lee, T.R. (2021). Fe3O4 Nanoparticles: Structures, Synthesis, Magnetic Properties, Surface Functionalization, and Emerging Applications. Appl Sci (Basel). https://doi.org/10.3390/app112311301

Pabón, E., Rodríguez, M. & Herrera, A. (2020). Heavy metal removal from mining wastewater using bioadsorbents. Journal of Environmental Management, 260, 110066. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.110066

Parra, J. A. (2017). “Adsorción de cromo y plomo en materiales lignocelulosos”. Universidad. del Cauca, trabajo de grado en Química. pp. 1–78. https://repositorio.unicauca.edu.co/handle/123456789/4250

Rajamani, S., & Rajendrakumar, K. (2019). Adsorptive removal of mercury using low-cost materials. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 12, 100232. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2019.100232

Rakhimol, K. R., Sulaiman, M. & Prasad, A. (2020). Role of polyphenols in nanoparticle synthesis. Journal of Molecular Liquids, 302, 112533. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.112533

República de Colombia & Congreso de la República. (2013). Ley 1658 de 2013: Disposiciones para la reducción y eliminación del uso del mercurio. https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=53781

República de Colombia & Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2012). Resolución 1514 de 2012: Normas sobre vertimientos. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-1514-de-2012/

Rivas, B.L., Pereira, E.D. & Moreno-Villoslada, I. (2014). Water-soluble polymer–metal ion interactions. Progress in Polymer Science, 39 (1), 114–140. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.08.002

Salim, S., Hari, N., Sudhi, S. & Nair, A. (2025). Green synthesis, characterisation and bioactivity of iron oxide nanoparticles using Myristica fragrans leaf extract. The Microbe, 8, 100481, https://doi.org/10.1016/j.microb.2025.100481.

Sanchez, H., Malca, J., Zambrano, M., Calderón, H., Guamán-Andrade, A., Anilema, L., et al. (2025). Green synthesis of iron nanoparticles from Pouteria caimito: An effective adsorbent for mercury (Hg) in aqueous solutions. Results in Materials, 28, 100784, https://doi.org/10.1016/j.rinma.2025.100784

Song, X., Cheng, I. & Lu, J. (2018). Annual atmospheric mercury emissions in China. Atmospheric Chemistry and Physics, 18, 16605–16620. https://doi.org/10.5194/acp-18-16605-2018

Stan, M., Popa, A., Toloman, D. & Katona, G. (2017). Green synthesis of magnetite nanoparticles. Journal of Materials Science, 52, 12421–12432. https://doi.org/10.1007/s10853-017-1390-5

Strano, V., Torrisi, V., Boninelli, S. & Miritello, M. (2026). Amorphous to crystalline phase transition in iron oxide nanoparticles prepared by Aloe vera assisted green synthesis. Advanced Powder Technology, 37 (1), 105154, https://doi.org/10.1016/j.apt.2025.105154

Tavares, D.S., Lopes, C.B. & Pereira, E. (2013). Mercury removal from water by adsorption. Water, Air, & Soil Pollution, 224, 1–13. https://doi.org/10.1007/s11270-013-1702-6

Wang, J., Chen, C. & Xu, Z. (2017). Biosorbents for heavy metals removal. Biotechnology Advances, 35 (5), 603–617. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.06.004

Yin, P., Xu, Q., Qu, R., Zhao, G. & Sun, Y. (2013). Adsorption of transition metal ions from aqueous solutions onto activated carbon. Journal of Hazardous Materials, 260, 60–68. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.05.010

Zhang, J., Li, Y., Zhang, C., Jing, Y. & Zhang, R. (2020). Removal of heavy metals from wastewater. Chemosphere, 246, 125788. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125788

Zhang, Z; Ji Li, Zhang, X. (2023). Rapid removal of low concentration Hg(II) from water by iron nanoparticles: Excellent performance and unique mechanism. Chemical Engineering Journal, 471, 144643, https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144643

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Publicado

30-03-2026

Cómo citar

Sarria-Villa, R., Gallo-Corredor, J., & Pabón, S. (2026). Síntesis verde de nanopartículas de óxido de hierro empleadas para la retención de mercurio presente en aguas. Avances En Ciencia E Ingeniería, 17(1), 13–22. https://doi.org/10.65093/aci.v17.n1.2026.47