Proyectos
Adsorción como herramienta para la caracterización y establecimiento de la funcionalidad de materiales: extrudidos base zeolitas A, zeolitas y nanopartículas
Resumen
La adsorción es un fenómeno de superficie que tiene lugar en la interfase ya sea sólido-líquido o sólido-gas, en la cual las moléculas o los iones de una sustancia de interés se fijan sobre la superficie del adsorbente debido a las diversas fuerzas atractivas que entran en juego. Por lo tanto, la adsorción es el enriquecimiento de uno o más componentes en una capa interfacial como consecuencia de la asimetría de las fuerzas que existe en toda interfase, y por la descompensación de carga de los átomos superficiales, además es proporcional a la superficie del adsorbente. Según la naturaleza de las fuerzas involucradas en el proceso de adsorción se habla de fisisorción y quimisorción, según sean más débiles (fuerzas de Van del Waals) o impliquen enlaces químicos (fuerzas de enlace) respectivamente. En el caso de la fisisorción, tanto la especie adsorbida (fisisorbida) como el adsorbente conservan su naturaleza química, mientras que, durante la quimisorción, la especie adsorbida (quimisorbida) sufre una transformación, generalmente acompañada de cambio químico del adsorbente. En general los adsorbentes utilizados en la práctica son sólidos porosos que poseen características superficiales específicas, lo cual motiva que en el proceso global de adsorción intervengan diversas etapas. Por lo tanto, en un proceso de adsorción de un soluto disuelto en fase líquida, se pueden distinguir las siguientes etapas consecutivas: difusión externa del adsorbato desde el seno de la disolución hasta la superficie externa de las partículas de adsorbente, difusión interna del adsorbato dentro del área porosa del sólido debido a que la superficie interna de las partículas tiende a ser cercana al 99% del total externa y adsorción de las moléculas sobre la superficie de los poros internos del adsorbente. En la actualidad los materiales porosos tienen gran impacto en aplicaciones tecnológicas que involucran transferencia de masa tales como adsorción, catálisis, e inmovilización de sustancias debido a sus características texturales. Son materiales con una estructura que consiste de poros o huecos generalmente interconectados a manera de red dentro de una matriz sólida. Los sólidos porosos son de extendida aplicación en campos como la agricultura, química fina, medicina, petroquímica, industria química, entre otros. Gracias a su estructura, área superficial disponible para adsorción selectiva de moléculas, tienen propiedades útiles en diversas industrias como purificadores, filtros, catalizadores, desecadores, emulsionantes, entre otros usos. Los medios porosos como las zeolitas, las estructuras metal-orgánicas, los carbones activados, los fosfatos de aluminio entre otros son ampliamente utilizados para procesos de catálisis, adsorción y separación, pero estos materiales se producen invariablemente en formas microparticuladas (polvos) y necesitan transformarse en conformados de dimensiones macroscópicas que posibiliten su uso y aplicación industrial. Para evidenciar y estudiar el proceso adsorción se han seleccionado tres escenarios: adsorción de agua para etanol carburante sobre extrudidos de zeolita, adsorción de iones metálicos sobre nanopartículas y zeolitas y adsorción-desorción de hidrocarburos en zeolitas en polvo. Estos procesos de actual interés se enmarcan el ámbito de la obtención de combustibles amigables al medioambiente, remoción de metales pesados para remediación de aguas y difusividad efectiva de moléculas de tipo alquilaromático respectivamente. Para el fortalecimiento de nuestra comunidad científica, en el proyecto participarán una estudiante de doctorado, una estudiante de maestría, una estudiante de pregrado que trabajarán las temáticas del proyecto en sus respectivos proyectos de tesis y un semillero de investigación que se formará en conjunto en estos procesos y las técnicas analíticas involucradas. La difusión de los resultados se realizará en revistas indexadas y eventos científicos.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Modalidad:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Responsable