Separación selectiva de contaminantes o impurezas usando nanopartículas magnéticas funcionalizadas

img-contaminantes-nanoImportancia – La separación selectiva de determinadas especies químicas es de fundamental importancia para aumentar la calidad de muchos productos y procesos. La eliminación de sulfuros en petróleo crudo, combustibles y aceites lubricantes o la adsorción selectiva de compuestos aromáticos como fenoles, bencenos y sus derivados clorados son ejemplos representativos de la necesidad de procesos de separación de elevada selectividad. El uso de nanopartículas magnéticas especialmente funcionalizadas para garantizar selectividad y facilidad de separación es una alternativa promisoria que aborda el plan de la beca. La funcionalización de magnetita nanoparticulada en un esquema núcleo magnético-multicapas afines permite potenciar la adsorción con ligandos químicos afines a la molécula “target” con la fácil y sencilla separación magnética, seguida de una posterior desorción para reuso de las nanopartículas funcionalizadas.

Problemática – Por su naturaleza innovadora, la experimentación para optimizar los parámetros de operación de las reacciones de funcionalización demanda el uso de técnicas de diseño óptimo de experimentos y optimización Bayesiana. Además, el uso industrial de la separación selectiva requiere resolver el problema de operación eficiente y efectiva de las distintas etapas de adsorción, separación y reuso del adsorbente.

Objetivo – Diseño y optimización experimental de un proceso de adsorción selectiva de impurezas y contaminantes específicos en medio acuoso con nanopartículas magnéticas especialmente funcionalizadas para una dada aplicación. Sobre la base de una tarea experimental programada se determinará: i) la factibilidad de una particular funcionalización de nanopartículas de magnetita con distintas moléculas (por ej. polietilenglicol, ácido ascórbico o carboximetil quitosano, cationes metálicos, etc., ) que posean una máxima afinidad por las especies contaminantes, y ii) la determinación de los consumos requeridos para una valoración de la cantidad de nanopartículas funcionalizadas necesarias para alcanzar los tenores de calidad en el producto final deseado y el costo operativo del proceso combinado de adsorción/separación magnética/reutilización. Como casos de estudio se utilizarán separación de sulfuros en petróleo crudo y fenoles en efluentes de refinería donde se profundizará en la problemática de diseño y operación optimos tanto del proceso de funcionalización como del empleo a escala industrial de las nanopartículas funcionalizadas.

Contacto: Dr. Ernesto C. Martínez (ra.vo1571599742g.tec1571599742inoc-1571599742efatn1571599742as@ra1571599742gnIsa1571599742ceb1571599742)