Development of polymeric nanocomposites with enhanced distribution of catalytically active or bactericide nanoparticles
Esta tesis es un trabajo interdisciplinario dirigido a la obtención de nuevos nanocompuestos funcionales sintetizados a partir de materiales poliméricos intercambiadores de iones modificados por nanopartículas (NPs) de diferente composición. El desarrollo de nanomateriales es de gran interés en la a...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2012 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:106196 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/106196 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanocompòsits (Materials) Bactericides Nanopartícules Catàlisi |
| Sumario: | Esta tesis es un trabajo interdisciplinario dirigido a la obtención de nuevos nanocompuestos funcionales sintetizados a partir de materiales poliméricos intercambiadores de iones modificados por nanopartículas (NPs) de diferente composición. El desarrollo de nanomateriales es de gran interés en la actualidad dada sus especiales propiedades que difieren de las de la materia a escala macroscópica y que pueden resultar en ventajas tecnológicas. Sin embargo, existe cierta preocupación relativa a la toxicidad de estos. Por ello, en nuestro trabajo hemos desarrollado un nuevo método para la fabricación de nanomateriales con dos niveles de seguridad: la estabilización de las NPs en la matriz polimérica y la retención magnética. Por un lado, la metodología, desarrollada en este trabajo, de Síntesis Intermatricial (Intermatrix Synthesis, IMS) permite controlar el crecimiento y la estabilización de las NPs. Además, permite la obtención de NPs mono- o bicomponentes con estructura núcleo-envoltorio (core-shell). El core de esta estructura puede ser un material económico y/o con alguna propiedad adicional (p.e. magnetismo) y es recubierto con un material funcional específico para la aplicación de interés. El core magnético permite la recuperación de NPs que pudieran liberarse, por ejemplo, en un tratamiento de desinfección evitando así, la posible toxicidad por parte de las NPs. De la misma manera, se podrían recuperar nanocomposites con propiedades catalíticas con el objetivo de reutilizarlos en ciclos catalíticos sucesivos. Así, en este trabajo se ha logrado la optimización de la técnica IMS para la obtención de NPs monocomponentes (Ag, Co, Pd o Fe3O4) y con estructura core-shell (Ag@Co, Ag@Fe3O4 o Pd@Co) estabilizadas en matrices poliméricas de naturaleza diversas (membranas, fibras y resinas) y con diferentes grupos funcionales (sulfónicos, carboxílicos o de sales de amonio). Además, se han caracterizado los diferentes nanocomposites para evaluar sus propiedades. Las técnicas microscópicas (p.e. SEM y TEM) permiten conocer el tamaño y la localización de las NPs dentro del material. Otras técnicas (p.e. ICP-AES, XRD, XANES o SQUID) han permitido obtener información sobre la composición o las propiedades magnéticas de las NPs y nanocomposites. La distribución de las NPs concentrada en la superficie de la matriz es debido al efecto de exclusión de Donnan y a diversos parámetros optimizados. Así, las NPs son máximamente accesibles para las especies a tratar en la aplicación de interés. Por un lado, se ha demostrado y optimizado la actividad catalítica de nanocomposites basados en Pd y Pd@Co para la reacción de acoplamiento cruzado de Suzuki. También, se ha estudiado la aplicación de nanocomposites basados en Ag y con un núcleo magnético como agentes antibacterianos para el tratamiento de aguas obteniendo resultados claramente exitosos. Consideramos que este trabajo aporta y consolida conocimientos de interés relativos a la síntesis de materiales nanocomoposite polímero-metal y evaluación de sus aplicaciones. |
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