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Eliminación de contaminantes emergentes del agua usando MOFs

Los contaminantes orgánicos emergentes son una clase de contaminantes generados por la actividad humana (ej. productos farmacéuticos y de cuidado personal, colorantes, herbicidas, pesticidas, residuos industriales). Lamentablemente, estos contaminantes se liberan directamente al medioambiente tras pasar por las plantas de tratamiento de aguas residuales (actualmente no equipadas para su eliminación), lo que implica un grave riesgo para la salud y el medioambiente. 

Por lo tanto, es crucial desarrollar nuevas tecnologías de tratamiento de aguas residuales más eficientes, que permitan eliminar los contaminantes para combatir el deterioro de la calidad del agua. En la actualidad, el carbón activado es un adsorbente ampliamente utilizado en descontaminación. Sin embargo, presenta una eficacia limitada debido a su baja selectividad y a que no es capaz de degradar los contaminantes adsorbidos, por lo que se satura rápidamente. 

En este contexto, una nueva clase de materiales porosos, conocidos como Polímeros de Coordinación Porosos o MOFs (de las siglas en inglés Metal-Organic Frameworks), ha suscitado un creciente interés para la eliminación eficiente (separación y degradación) de contaminantes orgánicos emergentes. Comparados con otros materiales porosos (carbones, sílicas), los MOFs presentan una serie de ventajas en la descontaminación de aguas: i) porosidad más elevada, ii) presentan centros reactivos metálicos donde pueden adsorberse o degradarse los contaminantes, iii) son estables, y iv) pueden modificarse fácilmente para conseguir las propiedades deseadas. Así, cabe destacar que algunos MOFs son capaces de eliminar en su totalidad los contaminantes presentes en agua (ej. principalmente colorantes y algunos fármacos o pesticidas como el antibiótico tetraciclina, el pesticida glifosato, o el residuo industrial bisfenol A). Aunque estos materiales se encuentran lejos de su implantación en las plantas de tratamiento de aguas residuales debido a su gran novedad, hoy en día se consideran como una opción muy prometedora para la eliminación de nuevos contaminantes en aguas.

La Unidad de Materiales Porosos Avanzados de la Fundación IMDEA Energía está formada por expertos en la síntesis y caracterización de nuevos materiales porosos y su aplicación en campos diversos (energía, salud y medioambiente). En este sentido, la Unidad ha obtenido ya resultados prometedores en la eliminación mediante adsorción y/o degradación utilizando MOFs de varios productos farmacéuticos y de cuidado personal con gran impacto social. 

Rojas, S., Horcajada, P. “Metal-Organic Frameworks for the Removal of Emerging Organic Contaminants in Water”, Chemical Reviews, 2020, https://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00797

Más información: Patricia Horcajada, Jefa de la Unidad de Materiales Porosos Avanzados patricia.horcajada@imdea.org

Fecha: 
Lunes, Abril 20, 2020