Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk propusieron un método para crear un sorbente para la eliminación del insecticida imidacloprid del agua. El sorbente pertenece a estructuras organometálicas, una clase de materiales no convencionales. Los químicos de TPU desarrollaron un marco de este tipo en tereftalato de polietileno (PET), un material utilizado para producir botellas de plástico normales. El método es bastante simple y permite convertir los materiales usados ​​en un producto útil. Los resultados de la investigación se publican en Materiales aplicados hoy .

Las estructuras metalorgánicas son sustancias con una estructura tridimensional, donde los grupos o iones metálicos están unidos por ligandos orgánicos. El resultado es un material poroso con propiedades tanto de metales como de compuestos orgánicos.

"Debido a su estructura porosa y una serie de otras propiedades, Las estructuras metalorgánicas tienen un alto potencial como absorbentes. Estamos particularmente interesados ​​en el problema de la absorción de insecticidas. Los insecitidas se utilizan ampliamente en la agricultura moderna y se acumulan en el suelo y el agua.

Hemos propuesto un nuevo método para sintetizar una estructura organometálica denominada UiO-66 con iones de circonio. El material de origen es lo que nos interesa en primer lugar, "Pavel Postnikov, el supervisor de investigación y profesor asociado de la Escuela de Investigación de TPU de Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas, dice.

Los investigadores experimentaron con imidacloprid. Este es uno de los insecticidas más utilizados en agricultura, incluso contra los escarabajos de la patata de Colorado.

"El imidacloprid se acumula en los cuerpos de agua naturales que penetran desde el suelo. Según investigadores canadienses, El imidacloprid se detectó en aguas de todo el mundo en concentraciones que oscilan entre 0,001 y 320 microgramos por litro. El UiO-66 generalmente se obtiene a altas temperaturas y presión utilizando ácido tereftálico comercial. Sin embargo, utilizamos PET compuesto por etilenglicol con ácido tereftálico. Este ácido es un material estructural para enlazadores orgánicos en estructuras y el material de la botella de plástico ya lo contiene, "Oleg Semyonov, uno de los autores del artículo e investigador junior de la Escuela de Investigación de Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas de TPU, explica.

Para crear un marco, los químicos cortaron el plástico en pequeños cuadrados y los destruyeron parcialmente en una solución ácida. Luego, Se añadieron sales de circonio a la solución.

"El ácido tereftálico se libera parcialmente del PET formando pequeños" anclajes "en la superficie de las piezas de plástico mientras que una parte del ácido permanece en la solución. Los iones de circonio se adhieren a los" anclajes "y luego, se produce el proceso de autoensamblaje inherente a las estructuras organometálicas y, además, se forma una estructura sobre la superficie de plástico. Este marco es sensible al imidacloprid y debido a su porosidad y propiedades fisicoquímicas, atrae moléculas de insecticida sacándolas del agua, "dice el investigador.

"Durante los experimentos, Pasamos la solución de insecticida a través del sorbente. La purificación de agua efectiva tomó 15 gramos de sorbente por 1 litro, que es un muy buen indicador. Además, el sorbente se puede reutilizar varias veces. Alcanzamos hasta cinco ciclos durante nuestros experimentos. Sin embargo, esperamos que el sorbente retenga sus propiedades por mucho más tiempo, "dice el científico.

En la práctica futura, este sorbente se puede utilizar en sistemas de filtración, por ejemplo, en empresas agrícolas.

"Nuestro sorbente también tiene una ventaja más. Por lo general, Los armazones organometálicos son similares al polvo. Ahogan los filtros, por lo que los sistemas de filtración deben diseñarse teniendo en cuenta esta característica. Las partículas de nuestro sorbente son más grandes y no ahogan un filtro.

Además, debido a partículas más grandes, el rendimiento del sorbente es mayor y los líquidos penetran más fácilmente. Según nuestros cálculos, en este caso, el paso del agua requiere cien veces menos presión en comparación con los polvos. Por último, es importante para el desarrollo tecnológico y el uso de este sorbente en un proceso tecnológico real, ", Añade Oleg Semyonov.

Actualmente, los científicos están llevando a cabo experimentos utilizando otros marcos organometálicos derivados del PET.