Estudio teórico de la adsorción del colorante Reactive Black 5 en un hidrogel de quitosano

Resumen

El colorante Reactive Black 5 (RB5) es ampliamente utilizado en el sector textil a pesar de que es muy contaminante. ¿Qué opciones se tienen para disminuir la contaminación que se genera?  Una solución es el uso de hidrogeles a base de polímeros naturales como el quitosano. El objetivo del presente estudio es utilizar un modelo de química computacional como el método semi-empírico PM3 (Parametric Method 3) para determinar como el colorante RB5 reacciona con el hidrogel. Primero, se diseñaron la molécula del RB5, hidrogel y el sistema RB5/hidrogel en el software HyperChem, enseguida se calculó la geometría de optimización utilizando el algoritmo de Polak-Ribiere, el cual resuelve sistemas de ecuaciones no lineales, finalizado la modelación, mediante la opción Compute, se obtienen las propiedades termodinámicas y QSAR, la opción de visualizar FTIR permite observar los espectros de FTIR de las moléculas individuales y la adsorción respectiva del colorante RB5. Finalmente, se obtuvo el mapa de la distribución electrónica. Los resultados indicaron que la adsorción fue espontánea y exotérmicamente con una energía de -33.47 Kcal/mol. El mecanismo presentó interacciones de puente de hidrógeno e interacciones n-π, siendo afectados por el tamaño de RB5.