Fotocatalizador para materiales poliméricos y compuestos tóxicos
Jueves, 6 de Julio de 2006
Fuente: R+D CSIC Un nuevo catalizador fotoquímico muestra su eficacia en la obtención de composites y en la neutralización de contaminantes del aire.
Investigadores del Instituto de Tecnología Química (centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia) han desarrollado un nuevo fotocatalizador más activo y estable que los convencionales. La nueva tecnología dota de mayor dureza y durabilidad a los materiales composites, y purifica de manera limpia y eficaz los ambientes contaminados.
El aspecto innovador introducido por los investigadores en el fotocatalizador es que el sensibilizador fotoquímico, necesario para el inicio de la reacción orgánica (en este caso, el catión de tiopirilio), está encapsulado en una matriz de zeolitas.
El fotocatalizador tiene aplicaciones directas en procesos de fotopolimerización de resinas compuestas, para material de relleno en odontología y en la preparación de otros materiales de alta resistencia como pueden ser los recubrimientos de superficies utilizadas para carrocerías de vehículos o para cascos de embarcaciones.
También es eficaz para el tratamiento de aire que contiene compuestos orgánicos indeseados. Como explica Hermenegildo García, investigador del Instituto de Tecnología Química (CSIC-UPV) responsable del estudio, "el fotocatalizador puede eliminar bacterias, mohos y virus en espacios que así lo requieran, mediante el tratamiento del aire". Igualmente, sirve para evitar que estos microorganismos se instalen en paramentos y techos "si se aplica el fotocatalizador en la pintura de los mismos y siempre que se expongan estos a una fuente lumínica".
Para vertidos tóxicos
En un caso hipotético de vertido de compuestos tóxicos, las zonas afectadas se cubrirían con una capa de aluminosilicato que contendría el fotocatalizor, el cual, gracias a su gran porosidad, absorbería los productos tóxicos y, bajo los efectos de la radiación solar, los convertiría en dióxido de carbono.
"Esta tecnología evitaría la intoxicación de personas y serviría para paliar los efectos de desastres medioambientales", añade el catedrático. Una ventaja del material es que no sería necesaria su recuperación y recogida después utilizarlo, ya que no es perjudicial para el medioambiente.
El fotocatalizador también es de interés para la industria de fabricación de materiales composites y para la generación de radicales hidroxilo en presencia de moléculas de agua, especie química utilizada en la degradación de compuestos orgánicos. Se trata de materiales de alto valor utilizados como productos auxiliares en la industria química. También puede aplicarse en los sistemas fotolitográficos para imprimir imágenes en superficies duras como piedras o mármoles.
Actualmente, los procesos fotocatalíticos están alcanzando un elevado grado de madurez tecnológica, principalmente en lo que se refiere a la eliminación de compuestos peligrosos y para fraguado de composites. La eliminación de contaminantes en el aire mediante la fotocatálisis es un proceso que no necesita ni reactivos peligrosos ni equipos especiales, se basa en tecnologías sencillas y eficientes. Además, no se necesita la adición de reactivos químicos, es respetuoso con el medioambiente y sencillo de manejar.
Encapsular el fotosensibilizador: ventajas
El tiopirilio, el sensibilizador fotoquímico que los investigadores del Instituto de Tecnología Química han encapsulado en las zeolitas, es un compuesto inocuo e inerte que resulta por sí mismo más estable que otros fotoiniciadores. Además, el hecho de que esté encapsulado en las zeolitas supone toda una serie de ventajas: mayor durabilidad del composite fraguado, puesto que incrementa la dureza del material (no sólo por la propia actividad catalítica, sino porque la zeolita llega a formar parte estructurante del material final); el material polimerizado es más homogéneo y la toxicidad del proceso es menor.
En aquellos procesos en los que resultara necesaria la recuperación del material, ésta se produce de manera fácil. Por último, el nuevo material no modificaría el proceso de fabricación ni el uso del producto final existente en la actualidad.
Síntesis "barco en botella"
Puesto que la mayoría de los cationes tiopirilio son demasiados voluminosos para ser adsorbidos en el interior de las cavidades de las zeolitas de poro grande, los investigadores del Instituto de Tecnología Química han desarrollado un procedimiento de síntesis denominado "barco-en-botella", nombre que hace referencia a las maquetas de barcos en botellas de cristal. Para construir estas maquetas, se van introduciendo las piezas con pinzas, una a una, y el barco se va construyendo dentro de la propia botella.
De forma similar, este proceso de síntesis se basa en la adsorción de precursores adecuados de menor tamaño molecular y que pueden difundir, introduciéndose en el interior de los espacios intracristalinos e interiores de las zeolitas. Una vez en el interior de la zeolita, los precursores reaccionan para formar el producto deseado, en este caso el tiopirilio. Una vez formado, el tiopirilio permanece inmovilizado en el interior de las cavidades ya que sus dimensiones no le permiten atravesar las aberturas de las mismas.
Los investigadores han realizado pruebas a escala de laboratorio y ahora buscan llegar a acuerdos de cooperación técnica con empresas involucradas en procesos en los que se utilizan fotosensibilizadores. Es el caso de las proveedoras de suministros de odontología, y las dedicadas a la fabricación de pinturas y de materiales poliméricos de recubrimiento especialmente resistentes. Igualmente, este grupo de investigación desea establecer un proyecto de I+D con prioridad para la explotación exclusiva o no de los resultados.
Enviar la noticia a un colega
Proyecto desarrollado por SERINA
