Investigadores de la Universidad de Granada y la Universidad Autónoma de San Luis de Potosí desarrollan nuevos materiales fotocatalizadores que facilitan la eliminación de contaminantes recalcitrantes en agua y aire
Fotocatálisis
Cuando hablamos de fotocatálisis, estamos haciendo referencia a una reacción que combina la fotoquímica con la catálisis. Es decir, ambos elementos, luz y catalizador, son necesarios para alcanzar o acelerar una reacción química.
Como explica la Asociación Ibérica de Fotocatálisis, la fotocatálisis parte del principio natural de descontaminación de la propia naturaleza. De la misma forma que la fotosíntesis es capaz de eliminar CO2 para generar materia orgánica utilizando la luz solar, la fotocatálisis elimina otros contaminantes atmosféricos, como los NOx, SOx o los compuestos orgánicos volátiles (COVs), mediante un proceso activado por la energía solar.
Xerogeles con Rutenio, una combinación con ventajas
La tecnología que se ha desarrollado en la UGR permite obtener una serie de materiales fotocatalizadores compuestos de xerogeles orgánicos dopados con nanopartículas de un fotosensibilizador, en estado sólido, incorporadas a la matriz polimérica, capaces de promover o catalizar procesos avanzados de oxidación y/o reducción. Esta capacidad les permite facilitar la eliminación de contaminantes, especialmente moléculas orgánicas en procesos de descontaminación de aguas o del aire empleando luz ultravioleta y luz visible, de manera que al final se transformen en dióxido de carbono y agua, CO2 y H2O, inocuos para el medio ambiente.
A nivel estructural, estos compuestos se distinguen por una matriz carbonosa (xerogel), y un complejo fotosensibilizador preferentemente de rutenio (Ru) en estado sólido. Los xerogeles de carbono son materiales poliméricos con una alta superficie específica y alta porosidad, que pueden diseñarse para adecuar su química superficial a aplicaciones concretas como, por ejemplo, electrodos, materiales adsorbentes, almacenamiento de hidrógeno, etc. o, como en el caso que nos ocupa, soporte de catalizadores.
Como ventajas, podemos destacar que estos nuevos fotocatalizadores son fácilmente recuperables después de su utilización en agua y pueden ser regenerados mediante un proceso de bajo costo, reducen el consumo de energía en los procesos de fotodegradación de contaminantes y además pueden ser fácilmente modificados para incrementar su eficiencia.
Tecnología patentada
La tecnología, que se ha patentado recientemente como materiales fotocatalizadores en presencia de radiación solar, procedimiento de obtención y procedimiento de eliminación de contaminantes por fotodegradación, está disponible para ser licenciada.
Estos compuestos podrían emplearse no sólo en procesos de descontaminación de agua y aire, sino en cualquier proceso de oxidación-reducción de interés tecnológico, como por ejemplo el suministro de agua ultrapura para industrias o centros de investigación. Además, la metodología descrita podría emplearse para preparar otros xerogeles con diferentes aplicaciones.
Asimismo, la Universidad de Granada también ha patentado recientemente otras tecnologías relacionadas con los geles de carbón o la catálisis, como por ejemplo Geles de carbón para obtener alcoholes insaturados útiles en las industrias químicas y farmacéuticas.
Grupo de Investigación en Materiales de Carbón
El grupo de investigación al que pertenecen los investigadores de la Universidad de Granada, RNM-172, lleva activo desde 1988, centrando su actividad investigadora en el estudio de la síntesis y utilización de materiales de carbón para su utilización como adsorbentes de contaminantes y catalizadores en diferentes procesos tecnológicos, entre otras propiedades. Desde el año 1998 este grupo viene desarrollando proyectos relacionados con el estudio de diferentes Procesos Avanzados de Oxidación (ozonización, fotooxidación, procesos Fenton, radiolisis) para el tratamiento de aguas.
El grupo de trabajo al que pertenecen los investigadores de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (México) lleva activo desde 1983, enfocando su labor científica al desarrollo de procesos fisicoquímicos de tratamientos de aguas, estudiando y desarrollando nuevos materiales carbonosos, minerales, sintéticos y biológicos.
La tecnología ahora patentada ha sido desarrollada en el marco del proyecto de investigación “Nuevas tecnologías de oxidación basadas en el uso combinado de materiales de carbón y radiación para la eliminación de contaminantes aromáticos presentes en las aguas”, ha estado parcialmente financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Ref: CTQ2011-29035-C02-02), Subprograma de Proyectos de Investigación Fundamental No Orientada, convocatoria 2011.
Más información:
- Cartera de Patentes UGR
- Asociación Ibérica de Fotocatálisis
- Avances en fotocatálisis
- Fotocatálisis: luz solar para limpiar las ciudades
- Aerogel, Xerogel and Surface Area Characterization