Microrreactores continuos: Una alternativa para la síntesis de nanopartículas con aplicaciones para la remediación y el control ambiental

Abstract

Para evaluar los potenciales beneficios del uso de microrreactores para la síntesis continua de nanopartículas metálicas, se seleccionó la producción de plata y cobre: AgNp y CuNp respectivamente, ambos metales con actividad bactericida y con potenciales aplicaciones en remediación y control ambiental.La tesis se organiza en 5 capítulos. En el primer capítulo, a modo de introducción, se presentan los temas a tratar. Se describe de manera general a la nanotecnología y la síntesis de nanomateriales. Se detallan los diferentes métodos de preparación de nanopartículas, introduciendo específicamente los sistemas de síntesis en continuo. Se presenta bibliografía sobre la síntesis y propiedades bactericidas de AgNp y CuNp, haciendo hincapié en la importancia de la aplicación de metodologías de síntesis compatibles con el ambiente.El Capítulo 2 puntualiza las metodologías utilizadas para la síntesis de AgNp y CuNp y se especifican los microrreactores utilizados. Se describen las diferentes técnicas de caracterización aplicadas para evaluar las nanopartículas obtenidas y se presenta el protocolo para la determinación de la actividad bactericida.El Capítulo 3 se basa particularmente en el estudio de la síntesis de AgNp. A partir de búsqueda bibliográfica se presenta un protocolo de síntesis compatible con el ambiente que emplea AgNO3 como sal precursora de Ag, glucosa como agente reductor y almidón como agente estabilizante. Se realiza un estudio comparativo de las síntesis en sistema discontinuo y continuo, analizando la influencia de la temperatura y relación de reactivos en la calidad y estabilidad de las nanopartículas obtenidas.El Capítulo 4 estudia diferentes métodos de síntesis de CuNp dividido en cuatro secciones. Cada una trata un protocolo de síntesis diferente seleccionados de la bibliografía. La primera sección se basa en la síntesis de CuNp en medio orgánico (dietilenglicol) a partir de CuSO4 como sal precursora, NaH2PO2 como agente reductor y bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) y polivinilpirrolidona (PVP) como agentes protectores. La segunda, parte de un protocolo en medio acuoso que utiliza Cu(NO3)2 como precursor, N2H4 como reductor y PVP como estabilizante. La tercera sección plantea la síntesis de CuNp empleando CuCl2 y dopamina (DOPA) como reductor y agente protector. Y finalmente, la cuarta sección plantea el un protocolo con CuCl2 y ácido ascórbico (AA) como agente reductor y protector. En los cuatro casos se abordaron distintas modificaciones con el objetivo de realizar un estudio comparativo de las síntesis en discontinuo y continuo analizando diferentes variables.En el Capítulo 5 se aplica un diseño experimental para determinar los factores más influyentes sobre la síntesis de CuNp basada en el uso de AA como agente reductor. Las diferentes experiencias del diseño seleccionado se evalúan en sistema discontinuo. Luego, con la información obtenida se lleva a cabo la síntesis de CuNp en sistema continuo con flujo segmentado y de fase continua.En el Capítulo 6 se analiza la aplicación de las AgNp y las CuNp como bactericidas contra cultivos de Escherichia coli.Finalmente, en el Capítulo 7 se resumen las conclusiones más relevantes obtenidas durante la Tesis Doctoral en Química.