Uno de los mayores desafíos en la ingeniería de materiales y la química verde es el diseño y preparación de sistemas catalíticos ambientalmente amigables, que permitan la oxidación selectiva de moléculas de interés, o la degradación y eliminación de contaminantes en cuerpos de agua[1,2].
Catalizadores sólidos formados por metales activos heterogeneizados en sólidos fotoactivos constituye un interesante campo de investigación, enmarcado dentro de la búsqueda de materiales que permitan la separación fácil del catalizador, su reutilización y que conlleven a la renovación de procesos existentes, trabajando a condiciones ambientales de presión y temperatura, utilizando fuentes de energía alternativa como la luz solar[2].
En esta dirección, recientemente ha emergido una nueva clase de materiales sólidos porosos denominados "estructuras metal-ligando orgánico" (llamadas en ingles Metal Organic Frameworks, MOF's)[3,4] donde sus centros metálicos corresponden principalmente a iones divalentes y trivalentes de metales de transición 3d (Zn, Cu, Fe, Ni, etc), metales 3p o lantánidos[5-9].
Los MOF's presentan potenciales aplicaciones en el almacenamiento de gas, separación y adsorción de moléculas, catálisis, películas delgadas, magnetismo, o en la administración de fármacos en seres vivos[10-12]. En el caso de aplicaciones en catálisis, los MOF's poseen algunas ventajas comparadas con las zeolitas, debido a que no requieren activación o regeneración a altas temperaturas y llegan a tener áreas superficiales muy grandes en comparación con soportes convencionales a base de silicio o titanio[13-15].
Este proyecto está dirigido a estudiar la actividad catalítica de sólidos tipo MOF's en reacciones de degradación de contaminantes emergentes en fase acuosa bajo condiciones ambientales de presión y temperatura.
Como reacción modelo se propone estudiar la degradación fotocatalítica de rojo congo, de la sal sódica de ibuprofeno (IBP-Na) y de triclosan, (5-chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy)phenol) como moléculas modelos de contaminantes. El Rojo Congo es un colorante diazoico que tiene uso comercial por su capacidad para teñir algodón por simple inmersión y se utiliza en la industria como un colorante directo[16-18]. El IBP-Na es un antiinflamatorio no esteroide que se utiliza masivamente como antipirético para el alivio de dolores musculares y es un fármaco que se introduce continuamente en el medio ambiente, provenientes de los procesos de eliminación de metabolitos no interiorizados en seres vivos[19-22], mientras el Triclosan representa una de las estructuras orgánicas más ampliamente utilizadas como agente antimicrobianos y antibacteriales, y reconocido por la US-EPA como un pesticida[23-26].
Se aprovechara la experiencia acumulada en síntesis y caracterización de catalizadores sólidos[27-29], y en procesos fotocataliticos heterogéneos[30-32], para contribuir a través de este proyecto al desarrollo de un sistema fotoactivo estable para la degradación de contaminantes emergentes, que contribuya en el futuro cercano al desarrollo de tecnologías sostenibles, basadas en el empleo de energía lumínica para activar el catalizador y materiales solidos recuperables y reutilizables. El desarrollo de está propuesta contribuirá a la formacion de un profesional en el nivel de joven investigador en Química.
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