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Nano IMRE
Materiales multifuncionales basados en sólidos porosos funcionalizados
con nanopartículas de magnetita y su uso en procesos de adsorción
Y. González-Alfaro1,2, L. Fernández Izquierdo1, J. Castillo Rodríguez1 , P. Aranda2 y E.
Ruiz-Hitzky2
1
Centro de Estudios Avanzados de Cuba (CEAC), La Habana, Cuba, [email protected]
2
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid, España
Se ha abordado la preparación de materiales nanoestructurados en los que se incorporan
nanoparticulas (NPs) magnéticas a distintos sólidos inorgánicos de tipo poroso utilizando varias
aproximaciones de síntesis, que incluyen desde la formación de las partículas en presencia del
sólido (1) hasta su preparación previa y ensamblado posterior vía procesos de encapsulación
en un polímero (2) o el ensamblado en capas por métodos de Layer-by-Layer (LbL) (3). En
ocasiones, la presencia de las mencionadas NPs permite dotar de propiedades magnéticas a
los sólidos a los que se ensamblan y que ya poseen alguna funcionalidad, lo que permite que el
material nanoestructurado resultante pueda presentar una doble funcionalidad. En este
contexto, la incorporación de NPs de óxido de hierro dotadas de propiedades de
superparamagnetismo en distintos sólidos porosos (carbón activo, sílice, zeolitas y arcillas) nos
ha permitido desarrollar diversos tipos de materiales multifuncionales que simultáneamente
poseen propiedades magnéticas y que actúan como adsorbentes (4). Estos materiales,
además de poder ser empleados en la eliminación de contaminantes, pueden tener interés en
otras aplicaciones (5). La preparación de este tipo de materiales está basada en un
procedimiento desarrollado y patentado por el CSIC (5) que implica el tratamiento de sólidos
porosos con un ferrofluído preparado a partir de NPs superparamagnéticas de magnetita
dispersas en un disolvente orgánico. La funcionalización de sólidos porosos como carbón
activo, sílice, zeolitas, arcillas y organoarcillas ha permitido obtener materiales que además de
mostrar un comportamiento superparamagnético mantiene sus propiedades de adsorción, y en
algunos casos de cambio iónico que aporta el sólido poroso.
Además de su uso en procesos de descontaminación de aguas, este tipo de materiales
multifuncionales puede tener interés en otras aplicaciones más sofisticadas como son por
ejemplo la extracción de ácidos nucleicos. Así, en esta comunicación se presentarán aspectos
relacionados con la preparación de diversos materiales nanoestructurados multifuncionales en
los que las nanopartículas superparamagnéticas se han ensamblado a una arcilla de tipo
fibroso como es la sepiolita y a óxidos de silicio (Aerosil(R) 380) por tratamiento de los mismos
con un ferrofluído preparado a partir de NPs de magnetita modificadas con ácido oleico y
dispersadas en n-heptano. Se introducirán así mismo detalles relacionados con su
caracterización físico-química y del estudio de las propiedades magnéticas mostradas por los
mismos. Por último, se discutirán resultados relacionados con su aplicación como adsorbente
para la eliminación de contaminantes, así como su empleo en la purificación de ácidos
nucléicos.
Agradecimientos
Los autores agradecen la financiación recibida de la CICYT (España) proyecto MAT201231759.
Referencias
[1] A. Esteban-Cubillo, J.-M. Tulliani, C. Pecharromán, J. S. Moya, J. Eur. Ceram. Soc., 27 (2007) 1983–1989.
[2]; W. Zheng, F. Gao, H. Gu, J. Magn. Magn. Mater., 288 (2005) 403-410;
[3] K. Kekalo, V. Agabekov, G. Zhavnerko, T. Shutava, V. Kutavichus, V. Kabanov, N. Goroshko, J. Magn. Magn.
Mater., 311 (2007) 63-67.
[4] E. Ruiz-Hitzky, P. Aranda, Y. González-Alfaro, Patente española: P.201030333 (08/03/2010); PCT: ES2011/070145
(07/03/2011).
[5] Y. González-Alfaro, P. Aranda, F.M. Fernandes, B. Wicklein, M. Darder, E. Ruiz-Hitzky, Adv. Mater. 23, (2011)
5224–5228.