Proyectos
Síntesis de nanopartículas de hierro cristalino para el tratamiento de aguas contaminadas con mercurio, plomo y el colorante Naranja-II
Resumen
Actualmente se están desarrollando estrategias para la síntesis de nanoparticulas de hierro, por sus aplicaciones en el almacenamiento de información, tratamiento de aguas y nanomedicina, entre otras. El hierro es uno de los elementos más abundantes en la naturaleza, es una de las mejores fuentes para obtener materiales ferromagnéticos y es amigable con el medio ambiente. El hierro es muy sensible a la oxidación y se ha encontrado que nanopartículas de hierro de menos de 8 nm se oxidan completamente en presencia de oxígeno y agua. Sin embargo, nanoparticulas de hierro más grandes, forman una capa de oxido de unos 3-4 nm, que protegen al núcleo de hierro de una oxidación inmediata y completa. Las nanoestructuras de hierro son mas interesantes que las de oxidos, dado sus mejores propiedades magnéticas y sus amplias aplicaciones. Se han propuesto diversos métodos de síntesis de nano partículas de óxido de hierro (FexOy), tales como co-precipitacion , reducción de sales metálicas y descomposición térmica de precursores organometalicos. Con el método de co-precipitacion es difícil optimizar el tamaño, la forma y obtener alta cristalinización, y con los derivados organometálicos tales como carbonilos, se requiere materiales tóxicos, costosos y altas temperaturas de descomposición. Por lo anterior se tiene la necesidad de generar nuevas metodologías de síntesis para la obtención de nanoparticulas de hierro con alta cristalinidad y estabilidad. Actualmente las normas ambientales exigen la remoción de tintes, compuestos orgánicos recalcitrantes, ácidos, bases, sales, metales pesados, y residuos de la biotransformación de fármacos, entre otros; siendo éste un gran problema en ingeniera ambiental. El hierro presenta características especiales útiles para esta aplicación; sus propiedades magnéticas permiten la agregación de partículas en la remoción de contaminantes, combinado con la propiedad adsorbente generada a partir de interacciones superficiales de la partícula, su bajo costo y su baja toxicidad. Existen diferentes alternativas para el tratamiento de aguas residuales, como: procedimientos biológicos, incineración, foto-oxidación, procesos por vías húmedas, ozonización, etc. Sin embargo, estos procesos encuentran problemas en los altos costos de producción, operación y mantenimiento e incluso en la eficiencia de los mismos. Buscando dar una mejor solución a dicha problemática investigaciones recientes han demostrado la posibilidad de utilizar las nanoparticulas de hierro, dada su alta capacidad de remoción de metales pesados y degradación de moléculas orgánicas, como ya se mencionó. Este trabajo sugiere que los nanocristales de hierro cerovalente, son un material prometedor para la eliminación de dichos contaminantes. De esta forma el objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de un método para la síntesis de nanoestructuras metálicas de hierro, en el tratamiento de aguas contaminadas con mercurio, plomo y el colorante Narajan-II; los cuales son muy utilizados en las curtiembres, en los procesos de teñido en las industrias textiles colombianas y en la minería, siendo así un problema ambiental de relevancia nacional. Con esta estrategia se busca comprender, de manera racional, los mecanismos y condiciones para el crecimiento y nucleación controlados, de nanoestructuras magnéticas altamente cristalinas en condiciones solvotérmicas, a partir de algunos precursores tipo ferroceno. El proyecto no solo pretende hacer una contribución significativa en la comprensión de los procesos fundamentales, en la obtención y aplicación controlada y dirigida de nanopartículas sino que contribuye en la formación del recurso humano a nivel de posgrado. Ademas puede aportar al desarrollo socio-económico de Colombia, dado que los nanomateriales presentan múltiples ventajas sobre los materiales tradicionales.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, LA CREACIÓN Y LA INNOVACIÓN EN POSGRADOS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 2: Nuevos proyectos de investigación, creación o innovación
Responsable