Separación selectiva de ⁹⁹Mo en la matriz de quitosano modificado con glutaraldehído en columna cromatográfica

Abstract

En esta investigación, se sintetizó quitosano a partir de pluma de calamar (Dosidicus gigas) (QPC) entrecruzados con soluciones de glutaraldehído a las concentraciones de 50, 40 y 25 % con la finalidad de optimizar la adsorción de 99Mo y obtener un material adsorbente para su aplicación en la columna cromatográfica del generador de 99Mo/99mTc. Se realizó la misma metodología de entrecruzamiento a partir de quitosano comercial Sigma-Aldrich (QC) como control. Se determinó un grado de desacetilación de 74,15 % para QPC y 77,65 % para QC. También se determinó el peso molecular que resultó ser de 990,72 kDa para QPC y 722,72 kDa para QC. La caracterización de los polímeros sintetizados se realizó por FT-IR donde se evidenció las reacciones de Schiff por la banda de 1639 cm-1. Los resultados TGA exhibieron una estabilidad térmica de hasta ≈ 300 °C para QPC y QC, mientras que los polímeros entrecruzados presentaron una Tmax de descomposición de 282 °C. Los resultados de DRX mostraron la disminución del índice de cristalinidad después del entrecruzamiento de 53,94 % a 37,58 % para QPC y de 57,87 % a 45,50 % para QC. Los resultados MEB y EDS evidenciaron la presencia del 99Mo adsorbido sobre la superficie de los polímeros. Los espectros FT-Raman evidenciaron el entrecruzamiento mediante bases de Schiff. El análisis de pHPZC confirmó la carga positiva de los polímeros entrecruzados favoreciendo la mayor capacidad de adsorción del anión 99MoO4-2 a valores de pH bajos entre 2 a 4. Además, se determinó el grado de entrecruzamiento para los polímeros los cuales están alrededor del 80 %. También se evaluaron los factores que influyen en el proceso de adsorción del 99MoO4-2, tales como el tiempo de equilibrio, masa del adsorbente y efecto de pH. Con respecto a la cinética de adsorción el modelo que mejor se ajusta es el de pseudo segundo orden. En relación con las isotermas de adsorción exhiben valores máximos del 99MoO4-2 de 482 mg g-1 para QPCG-2 y 502 mg g-1 para QCG-3 con un mejor ajuste al modelo teórico de Langmuir. La capacidad de adsorción del 99MoO4-2 fue de 73,04 % para QPCG-2 y 80,58 % para QCG-3 con valores de desorción de 99mTcO4-2 superiores al 80 % (n=5).

In this research, squid feather (Dosidicus gigas) chitosan polymers (QPC) were been synthesized cross-linked with glutaraldehyde solutions at concentrations of 50, 40 and 25% with the aim of optimizing the adsorption of 99Mo and obtaining an adsorbent material for application in the chromatographic column the 99Mo/99mTc generator. The same cross-linking methodology was performed using Sigma-Aldrich commercial chitosan (QC) as a control. A degree of deacetylation of 74.15 for QPC and 77.65% for QC was determined. The molecular weight was also determined, which turned out to be 990.72 kDa for QPC and 722.72 kDa for QC. The characterization of the synthesized polymers was carried out by FT-IR where the Schiff reactions were evidenced by the 1639 cm-1 band. The TGA results exhibit a thermal stability of up to ≈ 300 °C for QPC

and QC, while the cross-linked polymers presented a decomposition Tmax of 282 °C. The XRD results showed the decrease of crystallinity index after cross-linking from 53.94% to 37.58% for QPC and from 57.87% to 45.50% for QC. The SEM and EDS results evidenced the presence of 99Mo adsorbed on the surface of the polymers. The FT-Raman spectra showed cross-linking through Schiff bases. The pHPZC analysis confirms the positive charge of the cross-linked polymers, favoring the greater adsorption capacity of 99MoO4-2 anion at low pH values between 2 to 4. In addition, the degree of cross-linking

has been determined for the polymers, which are around 80 %. The factors that influence the adsorption process of 99MoO4-2 were also evaluated, such as equilibrium time, adsorbent mass and pH effect. Regarding the adsorption kinetics, the model that best fits is the pseudo second order one. About the adsorption isotherms, they exhibit maximum values of 99MoO4-2 of 482 mg g-1 for QPCG-2 and 502 mg g-1 for QCG-3 with a better fit to the Langmuir theoretical model. The adsorption capacity of 99MoO4-2 was 73.04 % for QPCG-2 and 80.58 % for QCG-3 with desorption values of 99mTcO4-2 higher than 80 % (n=5).