El reciclaje de disolventes permite múltiples rondas de síntesis de nanopartículas reproducibles

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las nanopartículas metálicas exhiben propiedades únicas dependientes del tamaño y la composición, lo que impulsa la demanda de métodos de síntesis eficientes.
• La síntesis coloidal es una técnica de laboratorio común para las nanopartículas metálicas, pero se enfrenta a desafíos en la ampliación debido a los altos costos de disolventes y tensioactivos.
• Los grandes volúmenes de disolventes de hidrocarburos y surfactantes utilizados en la síntesis coloidal contribuyen significativamente a los gastos de producción.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un protocolo de destilación de disolventes para la síntesis a gran escala y rentable de nanopartículas metálicas.
• Demostrar la reciclabilidad de los tensioactivos y disolventes en la síntesis de nanopartículas coloidales en múltiples ciclos.
• Evaluar la viabilidad económica y la escalabilidad del protocolo propuesto para aplicaciones comerciales.

Principales métodos:

• Se empleó una técnica de destilación de disolventes para recuperar y reutilizar surfactantes y disolventes de la síntesis de nanopartículas coloidales.
• El protocolo se aplicó a sucesivas rondas de síntesis (más de 10 ciclos) para evaluar la reciclabilidad y el impacto en las características de las nanopartículas.
• Las nanopartículas monometálicas y bimetálicas se sintetizaron utilizando el protocolo, y se analizaron su tamaño, composición y rendimiento catalítico.

Principales resultados:

• El protocolo de destilación de disolventes permitió la reutilización de surfactantes y disolventes durante más de 10 rondas de síntesis sucesivas.
• Se podrían producir nanocristales uniformes sin requerir disolventes y tensioactivos puros, manteniendo la calidad de las nanopartículas.
• El protocolo produjo con éxito una amplia gama de nanopartículas mono y bimetálicas con tamaños y composiciones reproducibles.
• Las nanopartículas sintetizadas demostraron un rendimiento reproducible como catalizadores heterogéneos.

Conclusiones:

• Se ha establecido un protocolo escalable y rentable para la síntesis de nanopartículas metálicas mediante destilación con disolventes y reciclaje de surfactantes/disolventes.
• Este método reduce significativamente los costos relacionados con los disolventes, lo que hace que la síntesis coloidal a gran escala de nanopartículas metálicas sea más factible desde el punto de vista económico.
• La técnica apoya la aplicación comercial más amplia de las nanopartículas metálicas al abordar una barrera de costo clave en su producción.