Preparación de nuevos materiales sensores de metales basados en la unión covalente a resinas poliméricas de dos ligantes flourescentes tipo Bis-Pirenil derivados del ácido trietilentetraaminohexaacético (TTHA)

Abstract

En el presente trabajo se obtuvo una biblioteca química de 16 materiales fluorescentes, [1(m,w)(a-d)(x,y)], mediante el anclaje covalente de dos bicromóforos de pireno, (ttha1py)H4, (1py, x) y (ttha1mpy)H4, (1mpy, y), a resinas poliméricas Merrifield (1m) y Wang (1w) modificadas con diferentes espaciadores de tipo alquildiamina: 1,2- diaminoetano (a), 1,4-diaminobutano (b), 1,6-diaminohexano (c) y 1,8-diaminooctano (d). Se llevó a cabo la caracterización de los materiales en cada una de las etapas de síntesis por diferentes técnicas espectroscópicas (infrarrojo, Raman y fluorescencia). Se encontró que los espectros de fluorescencia de la mayoría de los materiales muestran una banda ancha, bien definida, localizada entre 400 y 500 nm, característica de excímeros de pireno. Los materiales derivados de la resina Wang mostraron intensidades de emisión más altas que los derivados de la resina de Merrifield, lo que se atribuyó a una mayor funcionalización de los sitios activos con los quimiosensores fluorescentes. Se estudió el efecto del pH sobre la intensidad de emisión de los materiales. Se encontraron perfiles de IF vs pH similares a los reportados para los quimiosensores 1py y 1mpy libres en solución acuosa, los cuales al variar el pH cambian su estado de protonación y su conformación. Esto indica que los quimiosensores conservan sus propiedades ácido-base y su flexibilidad después del anclaje en las resinas. Se estudiaron las propiedades de detección de Pb2+, Cd2+ y Hg2+ en agua de los materiales [1(m,w)(a-d)(x,y)]. Dentro del conjunto de materiales, las resinas 1w(a-c)x se distinguieron por responder de forma selectiva a Pb2+ con un aumento en la intensidad de emisión. Más importante aún, la resina 1wax mantuvo la respuesta de encendido de la fluorescencia por coordinación a Pb2+ incluso en presencia de Hg2+ y Cd2+. Para el sistema 1wax-Pb, se determinaron el límite de detección y el porcentaje de sorción en 29.6 μM y 80.3%, respectivamente. La resina 1wax muestra una alta estabilidad y capacidad de regeneración hasta en diez ciclos repetidos sorción- desorción de Pb2+. Estos resultados indican el potencial de aplicación de la resina 1wax como un sensor fluorescente selectivo para Pb2+ y como un material eficaz para la separación de trazas de iones metálicos en agua contaminada por metales pesados.