{"id":134905,"date":"2021-09-14T10:04:53","date_gmt":"2021-09-14T09:04:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134905"},"modified":"2021-09-14T10:04:53","modified_gmt":"2021-09-14T09:04:53","slug":"una-nueva-familia-de-materiales-tipo-cof-para-la-degradacion-de-contaminantes-organicos-en-presencia-de-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2021\/09\/14\/134905","title":{"rendered":"Una nueva familia de materiales tipo COF para la degradaci\u00f3n de contaminantes org\u00e1nicos en presencia de luz"},"content":{"rendered":"

Autores: Alberto L\u00f3pez-Magano, Alicia Jim\u00e9nez-Almarza, Rub\u00e9n Mas-Ballest\u00e9 y Jos\u00e9 Alem\u00e1n<\/strong><\/p>\n

Resumen:<\/strong> En los \u00faltimos a\u00f1os, el empleo de materiales porosos ha experimentado un gran auge en una multitud de aplicaciones que van desde el almacenamiento de gases hasta la cat\u00e1lisis. En nuestro grupo, nos centramos en la familia de los COFs (Covalent Organic Frameworks), materiales org\u00e1nicos cristalinos y porosos f\u00e1cilmente dise\u00f1ables y vers\u00e1tiles. En este \u00faltimo trabajo, hemos sintetizado una serie de COFs que contienen como fragmentos fotoactivos derivados de fenilfenotiazina (PTH) y trifenilamina (TPA). Dichos materiales han sido empleados en la degradaci\u00f3n de diferentes contaminantes org\u00e1nicos en presencia de luz. La sustituci\u00f3n progresiva de PTH por TPA en los materiales ha demostrado que es posible modular su actividad fotocatal\u00edtica, cambiando dr\u00e1sticamente el mecanismo por el que transcurre la degradaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

Abstract:<\/strong> In recent years, the use of porous materials has boomed in a multitude of applications ranging from gas storage to catalysis. In our group, we focus on the family of COFs (Covalent Organic Frameworks), crystalline and porous organic materials that are easily designed and versatile. In this last work, we have synthesized a series of COFs that contain as photoactive fragments derivatives from phenylphenothiazine (PTH) and triphenylamine (TPA). These materials have been used in the degradation of different organic pollutants in the presence of light. The progressive replacement of PTH by TPA in materials has shown that it is possible to modulate their photocatalytic activity, drastically changing the mechanism by which degradation occurs.<\/span><\/p>\n

Gracias a la incorporaci\u00f3n de fragmentos fotoactivos en una nueva familia de materiales, hemos sido capaces de degradar diferentes contaminantes org\u00e1nicos persistentes en presencia de luz con excelentes resultados.<\/strong><\/span><\/p>\n

El gran auge de la industria durante los siglos XX y XXI ha provocado que la contaminaci\u00f3n sea uno de los principales problemas a los que se enfrenta la humanidad en nuestros d\u00edas. En concreto, los contaminantes org\u00e1nicos persistentes suponen una amenaza para la salud humana, dado que son resistentes a la degradaci\u00f3n, bioacumulables y t\u00f3xicos. Un caso particular de contaminantes org\u00e1nicos persistentes son los \u00e9teres de difenilo polibromados (PBDE), generalmente utilizados como retardadores de llama. Los tintes sint\u00e9ticos son otra clase de especies qu\u00edmicas contaminantes de uso com\u00fan en las industrias textil, alimentaria o cosm\u00e9tica. Entre ellos, los colorantes azoicos como el Rojo de Sud\u00e1n III son una de las clases de contaminantes m\u00e1s perjudiciales, debido a que son muy persistentes en el medio acu\u00e1tico. Los tintes arom\u00e1ticos, como el azul de metileno, proceden de la fabricaci\u00f3n de productos relacionados con la inyecci\u00f3n de tinta, fotograf\u00eda y xerograf\u00eda, as\u00ed como industrias textiles y celul\u00f3sicas.<\/span><\/p>\n

Por lo general, se requieren dos v\u00edas diferentes para lograr la degradaci\u00f3n de contaminantes org\u00e1nicos en funci\u00f3n de su estructura y naturaleza: procesos de transferencia electr\u00f3nica y de transferencia energ\u00e9tica. De tal manera, es necesario encontrar estrategias para dirigir y modular estos procesos y lograr as\u00ed su degradaci\u00f3n selectiva. Una posible soluci\u00f3n consiste en el empleo de materiales porosos, como los COFs. Los Covalent Organic Frameworks<\/em> (COFs) son materiales org\u00e1nicos porosos y cristalinos formados mediante la uni\u00f3n de enlaces covalentes de diferente naturaleza. A pesar de su temprana edad, los COF, tal y como nos describe Rub\u00e9n Mas-Ballest\u00e9, uno de los directores del proyecto, han supuesto una revoluci\u00f3n en el sector de los nuevos materiales, con un amplio rango de posibles aplicaciones que van desde la producci\u00f3n y el almacenamiento de gases a la cat\u00e1lisis.<\/span><\/p>\n

En nuestro grupo de investigaci\u00f3n (www.uam.es\/jose.aleman<\/span><\/a>), una de nuestras l\u00edneas se ha especializado en el empleo de COFs en procesos fotocatal\u00edticos, como la oxidaci\u00f3n aer\u00f3bica de sulfuros org\u00e1nicos o desahalogenaciones radicalarias. Tal y como afirma Alberto L\u00f3pez Magano, la combinaci\u00f3n de esta excelente fotoactividad del PTH y la versatilidad y robustez de los COF nos hizo pensar en la posible aplicaci\u00f3n de una nueva familia de materiales para degradar contaminantes org\u00e1nicos con luz. Adem\u00e1s, los autores nos preguntamos qu\u00e9 suceder\u00eda al reemplazar fragmentos tipo PTH por un bloque de construcci\u00f3n isoestructural, como el TPA, y las consecuencias mecan\u00edsticas que podr\u00eda conllevar. Con esta meta en mente, llevamos a cabo la s\u00edntesis de 5 materiales con diferentes proporciones de PTH y TPA. Tras su completa caracterizaci\u00f3n por diversas t\u00e9cnicas, evaluamos su actividad fotocatal\u00edtica en la degradaci\u00f3n de tres contaminantes org\u00e1nicos persistentes modelo: el PBDE-1, el Rojo de Sud\u00e1n III y el Azul de Metileno.<\/span><\/p>\n

Al aumentar la proporci\u00f3n de PTH en el material, se lograron mejores resultados en la degradaci\u00f3n del PBDE-1 y el Rojo de Sud\u00e1n III. Sin embargo, el Azul de Metileno fue degradado m\u00e1s eficientemente al incrementar la proporci\u00f3n de TPA. Experimentos mecan\u00edsticos adicionales revelaron que los materiales ricos en PTH desencadenan procesos de transferencia electr\u00f3nica, mientras que los COFs en los que predomina el TPA dan lugar a procesos de transferencia energ\u00e9tica. En el caso del Rojo de Sud\u00e1n III, la degradaci\u00f3n transcurre mediante la generaci\u00f3n de ox\u00edgeno singlete. Tal y como afirma el Director del grupo, el Dr. Alem\u00e1n, fuimos capaces de reciclar del material rico en PTH en la degradaci\u00f3n del PBDE-1 y solo 1 mg de catalizador, fuimos capaces de generar 50 mg de producto deshalogenado, lo que pone de manifiesto la excelente actividad fotocatal\u00edtica y robustez del COF.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Referencia bibliogr\u00e1fica:<\/strong><\/p>\n

Jim\u00e9nez-Almarza, A.; L\u00f3pez-Magano, A.; Cano, R.; Ort\u00edn-Rubio, B.; D\u00edaz-Garc\u00eda, D.; Gomez-Ruiz, S.; Imaz, I.; Maspoch, D.; Mas-Ballest\u00e9, R.; Alem\u00e1n, J. \u201cEngineering Covalent Organic Frameworks in the Modulation of Photocatalytic Degradation of Pollutants under Visible Light Conditions\u201d Mater. Today Chem<\/em>. 22 (2021) 100548.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.mtchem.2021.100548<\/a><\/p>\n

Contacto:<\/strong><\/p>\n

Jos\u00e9 Alem\u00e1n, Responsable del Grupo FRONCAT e Investigador responsable del Grupo FRUAM del Programa FotoArt-CM \u2013\u00a0jose.aleman@uam.es<\/a>,\u00a0www.uam.es\/jose.aleman<\/a><\/p>\n

Coordina FotoArt-CM: V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u00b4Shea, Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autores: Alberto L\u00f3pez-Magano, Alicia Jim\u00e9nez-Almarza, Rub\u00e9n Mas-Ballest\u00e9 y Jos\u00e9 Alem\u00e1n Resumen: En los \u00faltimos a\u00f1os, el empleo de materiales porosos ha experimentado un gran auge en una multitud de aplicaciones que van desde el almacenamiento de gases hasta la cat\u00e1lisis. En nuestro grupo, nos centramos en la familia de los COFs (Covalent Organic Frameworks), materiales org\u00e1nicos cristalinos y porosos f\u00e1cilmente dise\u00f1ables y vers\u00e1tiles. En este \u00faltimo trabajo, hemos sintetizado una serie de COFs que contienen como fragmentos fotoactivos derivados de fenilfenotiazina (PTH) y trifenilamina (TPA). Dichos materiales han sido empleados en la degradaci\u00f3n de diferentes contaminantes org\u00e1nicos en presencia de\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134905"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=134905"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134905\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134914,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134905\/revisions\/134914"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=134905"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=134905"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=134905"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}