UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

L’adsorció és el procés de transferència d’una substància objectiu (ió o molècula) des d’una fase líquida/gas d’un sistema a la superfície sòlida/líquida de l’adsorbent. L’adsorció es considera una tecnologia efectiva, econòmica, pràctica, selectiva i respectuosa amb el medi ambient per al tractament d’aigües. El factor més important en el procés d’adsorció és el material d’adsorció, es a dir, l’adsorbent. S’ha desenvolupat una àmplia varietat d’adsorbents clàssics com carbó activat, zeolites, alúmina activada, coc de lignit i bentonita. Més recentment, les nanopartícules de sílice s’han considerat nanoadsorbents prometedors degut a les seves particulars característiques, tals com baix cost, síntesi senzilla, baix dany ambiental, estructura estable, elevada àrea superficial específica i porositat, mida i volum de porus ajustables. Els mecanismes d’adsorció entre nanopartícules de sílice i les molècules objectiu inclouen adsorció física i quimisorció.  

La superfície rica en grups silanol imparteix funcionalitat a las nanopartícules de sílice, ja que els grups hidroxil poden complexar certs ions metàl·lics o compostos. A més, per augmentar la capacitat d’adsorció i la selectivitat, aquests grups silanol permeten decorar les nanopartícules de sílice amb grups funcionals apropiats i específics per a l’adsorció química selectiva de molècules objectiu basada en quelació, interacció electrostàtica o intercanvi iònic.  

En aquest article de revisió s’introdueix de forma sistemàtica diferents tipus de nanopartícules de sílice, tal com nanopartícules de sílice funcionalitzades no poroses i mesoporoses (MSNs), nanopartícules d’organosílice no poroses i mesoporoses (MONs), nanopartícules d’organosílice mesoporoses i periòdiques (PMONs), nanopartícules de sílice nucli-escorça (core-shell) (CSNs) i nanopartícules de sílice buides (hollow) (HSNs). Es centra en la preparació de nanopartícules de sílice per procediments sol-gel, descrivint breument les particularitats de la síntesi dels diferents tipus de nanopartícules de sílice.  

També s’esmenten les potencials aplicacions en molts camps, fent especial èmfasi en els progressos recents en l’adsorció d’ions metàl·lics, colorants i altres molècules orgàniques pels diferents tipus de nanopartícules de sílice funcionalitzades. Tot i els nombrosos i interessants resultats presentats, aquests nanoadsorbents no són encara aplicables en entorns reals. Es requereix més investigació per abordar alguns problemes. Millorar significativament les propietats físicoquímiques de les nanopartícules d’organosílice és encara un repte considerable quan els monòmers sililats contenen fragments orgànics complexos. Cal dedicar més atenció a l’avaluació dels riscos mediambientals i es també important desenvolupar un procés de síntesi senzill i de baix cost per una producció a gran escala. 

_{Nanopartícules de sílice funcionalitzades com a adsorbents per a l’eliminació de contaminants}