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Es importante buscar nanomateriales para proporcionar alternativas de captura de gases tóxicos: Ilich Argel Ibarra

23 de septiembre de 2021

Con el tema Captura de sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre en marcos metal-orgánicos, e invitadocomo parte del programa Ciencia en Directo coordinado por El Colegio de Sinaloa, el Dr. Ilich Argel Ibarra —investigador del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM— sustentó una interesante conferencia que se proyectó por la plataforma Zoom y Facebook institucionales, el jueves 23 de septiembre del presente año.

Ilich Ibarra expuso que la motivación principal para la captura de sulfuro de hidrógeno (H2S) y dióxido de azufre (SO2) es que son gases sumamente tóxicos y corrosivos que en pequeñas cantidades de partes por millón pueden ser letales, por lo que buscar diferentes materiales desde el punto de vista de la nanotecnología es importante para poder proporcionar alternativas para su captura.

Explicó que los MOFs (red metal-orgánica, por sus siglas en inglés) son materiales híbridos a partir de su construcción, donde tienen una parte inorgánica que corresponde a los centros metálicos y una orgánica correspondiente a los ligantes.

Un ejemplo de MOF, es el NOTT-400 que es un material con centro metálico, el cual el investigador lo describió como dos piezas del lego, donde las esferas son los metales y las anclas o ligantes con los cuales se hace la reconstrucción de este material en tres dimensiones. Recalcó que tradicionalmente los MOFs son muy inestables —incluso a la humedad— no obstante, el NOTT-400 es muy estable.

El Dr. Ilich Ibarra señaló que otro punto de gran interés son los grupos funcionales, a los cuales definió como aquellos que pueden interaccionar con lo que está dentro del material; explicó que la porosidad del material anterior se aprovecha para encapsular gases (contaminantes), mientras que el grupo funcional de OH corre dentro del poro y brinda la capacidad de interactuar con la molécula contaminante para retenerla lo mejor posible.

Durante la conferencia enumeró varios ejemplos con estos MOFs, por ejemplo, Mg-CUK-1 que está formado por centros metálicos de magnesio y grupos funcionales OH. Ibarra indicó que al material no se le hace nada cuando tiene sulfuro de hidrógeno en los poros y, con ello, aunque la captura total de H2S no es muy alta, el material es sumamente estable.

Asimismo, es fácil de realizar ciclos, en otras palabras, absorción (inyección del gas) y desorción (liberación del gas). “En procesos industriales esto es muy importante, porque justo lo que buscamos es tener nanomateriales capaces de almacenar gas y liberarlo sin la conversión química”, comentó.

Destacó que cuando un MOF es estable a la humedad, al agua, generalmente es estable a H2S y SO2. Esto encuentra su razón en el enlace de coordinación entre el centro metálico y el ligante.

Ilich Ibarra, al hablar de otros tipos de MOFs, detalló en dos experimentos que se utilizan: el breakthrough, que analiza fundamentalmente la captura total; y la isoterma de absorción, su gran ventaja es que analiza diferentes cantidades —de dióxido de azufre, en este caso— y es posible ver cuánto es capaz de absorber o de capturar el material. Señaló que este último experimento, desde el punto de vista teórico, es más fino. Hacia el final de su presentación, el Dr. Ilich Ibarra mencionó que en su análisis de NOTT-400 (MFM-300(Sc)), notaron que el sulfuro de hidrógeno de manera espontánea a temperatura y presión ambiente, se transforma en polisulfuros. “Somos el primer grupo en el mundo que demuestra que en este material a partir de H2S llegamos a polisulfuros sin necesidad de destruir al material”, concluyó.

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