Redes metal-orgánicas de la familia MIL-100 soportadas en dispositivos 3D para la extracción de metales pesados

Abstract

[spa] Los metales pesados son liberados al ambiente, tanto por procesos naturales como por actividades antropogénicas, provocando efectos adversos en el medio ambiente y en los organismos biológicos, por lo que es prioritaria su monitorización. Debido a la baja concentración a la que se encuentran estos analitos, se requieren técnicas de extracción, y una de las más utilizadas es la extracción sólido – líquido. Recientemente se ha incrementado la investigación sobre las redes metal – orgánicas (MOFs), que son materiales cuyas propiedades de porosidad, estabilidad química y térmica, entre otras, favorecen la extracción de metales. Estas redes se forman debido a la interacción de nodos metálicos con ligandos orgánicos. De la amplia gama de MOFs, en esta tesis se eligió sintetizar el MIL – 100 (Fe), funcionalizado mediante la adición del compuesto 1,2 etanoditiol (MIL – 100 (Fe) – SH). Este MOF se caracterizó para obtener sus propiedades estructurales, texturales y de porosidad. Las técnicas de caracterización demostraron que la adición del 1,2 etanoditiol fue exitosa y dio como resultado una mayor extracción de As y Hg, con relación a materiales comercializados, aunque se disminuyeron las propiedades de porosidad. Para aumentar la aplicabilidad de los MOFs, se diseñó y elaboró un soporte polimérico impreso en 3D. Este dispositivo se recubrió con el MIL – 100 (Fe) – SH y PVDF. Su caracterización indicó que el proceso de recubrimiento fue exitoso y la distribución del MOF fue homogénea en las caras del dispositivo. Posteriormente se optimizaron los parámetros de extracción, tales como el pH y el tiempo de extracción. Las metodologías empleadas para determinar Hg, As y Pb en muestras de agua fueron ICP-OES y HG/CV-AFS. Se validaron a través de ensayos de adición – recuperación, con resultados dentro del rango de 100±10 %, indicando una validación exitosa. Finalmente, se utilizaron los dispositivos desarrollados para la extracción de Pb, Hg y As en agua, lográndose una extracción total de Pb y Hg, y parcial para el As.