Preparación de cuentas metálicas orgánicas altamente porosas para la extracción de metales de flujos líquidos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ciencias del medio ambiente
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los marcos metálico-orgánicos (MOF) muestran potencial para las separaciones de gases y líquidos, pero se enfrentan a desafíos en la ampliación debido a su naturaleza microcristalina.
• La estructuración de los MOF en formas macroscópicas como cuentas es crucial para las aplicaciones industriales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método general y no tóxico para estructurar diversos MOF en perlas compuestas de polímeros.
• Evaluar el rendimiento de estas perlas de polímero MOF en la remediación del agua, específicamente para la extracción de iones de plomo y paladio.

Principales métodos:

• Estrategia de polimerización mediante el uso de monómeros biocompatibles de ácido poliacrílico (PAA) y alginato de sodio enlazados con iones Ca2+.
• Aplicación del método a 12 MOF diferentes y a tres compuestos a base de MOF.
• Prueba de perlas de polímero Fe-BTC/PDA para la eliminación de iones de plomo y paladio de muestras reales de agua bajo flujo continuo.

Principales resultados:

• El método estructuró con éxito 12 diversos MOF y tres compuestos en cuentas utilizando un proceso no tóxico a base de agua.
• Las cuentas Fe-BTC/PDA descontaminaron efectivamente más de 10 litros de agua dulce con 600 ppb de plomo por gramo de cuentas.
• Las perlas demostraron una alta capacidad de adsorción de paladio (498 mg/g) y una concentración eficiente (7,8% en peso) con potencial de regeneración.

Conclusiones:

• El método de estructuración desarrollado es versátil y aplicable a una amplia gama de MOF.
• Las cuentas compuestas de polímero MOF son efectivas para la purificación de agua a gran escala, ofreciendo una alta capacidad y eficiencia para la eliminación de iones metálicos tóxicos.
• Este enfoque facilita la traducción del rendimiento del laboratorio MOF a aplicaciones ambientales a escala industrial.