Análisis de adsorción del colorante azoico naranja ácido 7 (sodio; 4 - [(2-hidroxinaftalen-1-il) diazenil] bencenosulfonato) de la industria textil ecuatoriana sobre grafeno mediante simulaciones computacionales para establecer condiciones óptimas de operación.

Abstract

El objetivo fue analizar la adsorción del colorante azoico naranja acido 7 (sodio; 4 - [(2- hidroxinaftalen-1-il) diazenil] bencenosulfonato) de la industria textil ecuatoriana sobre grafeno mediante simulaciones computacionales para establecer condiciones óptimas de operación. Se realizó un estudio bibliográfico para determinar el punto de partida de la investigación. Verificando que no existía estudios previos de dinámica molecular para la adsorción de colorantes azoicos, se encontró los coeficientes necesarios para realizar la simulación mediante cálculos DFT ab-initio. Las simulaciones permitieron encontrar los valores de los descriptores químicos globales y locales del sistema molécula colorante-grafeno como el potencial químico de -3.773 eV, una dureza química de 1.776 eV, potencial de ionización igual a 5.549 eV y también la afinidad electrónica de 1.997 eV. También se presenta una energía de adsorción del sistema de -17.039 kJ/mol, valor que expresa que no existe una adsorción química entre el grafeno y la molécula colorante; lo que se demuestra también a través de las simulaciones de los resultados, los cuales se trabajaron a diferentes temperaturas, desde 280 K hasta 310 K con intervalos de 10 grados; diferentes radios de la membrana para cambiar el caudal de la simulación y con diferentes presiones. Las simulaciones permiten observar el movimiento de las moléculas a medida que transcurre el tiempo y verificar a nivel atómico que sucede entre las membranas de grafeno, el agua y el colorante azoico naranja ácido 7. Con los resultados obtenidos también se propone un sistema en el cual, a pesar de no tener una adsorción, se pueda tener una disminución de la concentración del colorante azoico al pasar por una estructura de grafeno, demostrando una reducción del colorante hasta 175 picosegundos, con lo cual se podría armar un sistema experimental con esas características. Finalmente, todos los datos obtenidos fueron verificados mediante varias fuentes bibliográficas asegurando la confiabilidad de las simulaciones realizadas.