Síntesis de nanopartículas de plata a partir de extracto de raspo de uva para la degradación de colorantes alimentarios

Abstract

Las nanopartículas de plata (AgNps) fueron sintetizadas con éxito mediante el método de síntesis verde. Este método se destaca por ser eficaz y respetuoso con el medio ambiente, ya que utiliza agentes reductores biodegradables. Mediante las técnicas de caracterización como la espectroscopía UV-vis y FTIR, junto con ensayos cualitativos como el tamizaje fitoquímico, se determinó que el extracto de raspo de uva (ERU) contiene polifenoles en su estructura. Entre estos, los flavonoides se destacan como los responsables de la reducción y estabilidad de las nanopartículas de plata (AgNps). Las AgNps fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-vis, revelando una banda de absorción a 436 nm asociada con la Resonancia de Plasmón Superficial (SPR). Se determinó que estas nanopartículas exhiben una mayor estabilidad cuando son sintetizadas con el ERU a un pH básico. Además, se determinó la distribución de tamaños mediante la técnica del DLS, del cual se obtuvo un índice de polidispersidad (PDI) de 0,129 y un diámetro hidrodinámico de 78,40 nm. Mediante la técnica del TEM se confirmó que las nanopartículas poseen una estructura esférica con una dimensión promedio de 63 nm. Finalmente, se llevaron a cabo monitoreos de la degradación mediante espectroscopía UV-vis de los colorantes alimentarios Tartrazina (Tz) y Brown HT (BHT), conocidos por su toxicidad y el riesgo potencial de desarrollo de enfermedades cancerígenas y mutagénicas. Se determinó que la degradación de la Tz y del BHT solamente en presencia de NaBH4 0,01 M permitió obtener tasas de degradación del 25,01 % para el BHT y del 41.33 % para la Tz. Por lo tanto, se requirió el uso de catalizadores. Las AgNps demostraron su capacidad catalítica, y para evaluar su efectividad, se investigaron los efectos de diferentes concentraciones de AgNps, velocidades de agitación y temperaturas. Se observaron tasas de degradación superiores en comparación con situaciones en las que no se emplearon catalizadores. Estos resultados resaltan el potencial de este estudio para promover la síntesis verde de AgNps y su aplicación en la degradación de colorantes tóxicos presentes en aguas residuales contaminadas. Palabras clave: Síntesis verde, AgNps, Tartrazina, Brown HT, Raspo de uva, Catálisis.

Silver nanoparticles (AgNps) were successfully synthesized by the green synthesis method. This method stands out for being effective and environmentally friendly, since it uses biodegradable reducing agents. Through characterization techniques such as UV-vis and FTIR spectroscopy, together with qualitative tests such as phytochemical screening, it was determined that the grape stalk extract (ERU) contains polyphenols in its structure. Among these, flavonoids stand out as those responsible for the reduction and stability of silver nanoparticles (AgNps). The AgNps were characterized by UV-vis spectroscopy, revealing an absorption band at 436 nm associated with Surface Plasmon Resonance (SPR). It was determined that these nanoparticles exhibit greater stability when synthesized with ERU at a basic pH. In addition, the size distribution was determined using the DLS technique, from which a polydispersity index (PDI) of 0,129 and a hydrodynamic diameter of 78,40 nm were obtained. Using the TEM technique, it was confirmed that the nanoparticles have a spherical structure with an average dimension of 63 nm. Finally, degradation monitoring was carried out using UV-vis spectroscopy of the food dyes Tartrazine (Tz) and Brown HT (BHT), known for their toxicity and the potential risk of developing carcinogenic and mutagenic diseases. It was determined that the degradation of Tz and BHT only in the presence of 0,01 M NaBH4 allowed degradation rates of 25,01% for BHT and 41,33% for Tz to be obtained. Therefore, the use of catalysts was required. AgNps demonstrated their catalytic capacity, and to evaluate their effectiveness, the effects of different AgNps concentrations, stirring speeds, and temperatures were investigated. Higher degradation rates were observed compared to situations where no catalysts were used. These results highlight the potential of this study to promote the green synthesis of AgNps and its application in the degradation of toxic dyes present in contaminated wastewater. Keywords: Green synthesis, AgNps, Tartrazine, Brown HT, Grape stalks, Catalysis.