Bifunctional nanocomposites: surface modification of reactive matrices with functional metal nanoparticles by intermatrix synthesis technique
- Autores: Julio Bastos Arrieta
- Directores de la Tesis: Maria Muñoz Tapia (dir. tes.), Dmitri Muraviev (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2014
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Mónica Lira Cantú (presid.), María Guix Noguera (secret.), Lluís Soler Turu (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
En aquesta Tesi Doctoral s'ha desenvolupat la tècnica de Síntesi intermatricial (IMS), com a una metodologia factible per la modificació de matrius reactives amb nanopartícules (NPs) basada en les propietats d'intercanvi iònic de la superfície que es vol modificar; com ara: resines intercanviadores iòniques i la innovació en la modificació de nanofilms polimèrics funcionalitzats, nanotubs de carboni (CNTs) i nanodiamantes (NDs). L’efecte dels materials nanoestructutrats sobre el medi ambient és un dels temes més importants a la tecnologia en els darrers anys. A causa del seu alt grau de desenvolupament, producció, difusió i aplicació, les majors preocupacions associades als Nanomaterials (NMs) inclouen: a) l'elevada reactivitat i toxicitat de molts NMs en comparació dels seus anàlegs macroscòpics, b) l'absència de tècniques analítiques òptimes per a la seva determinació en el medi ambient i c) l'absència d'una legislació efectiva que regularitzi els nivells permesos de diversos NMs en sòl, aigua i aire. Per això és primordial la seguretat i estabilitat dels NMs a través de la seva incorporació en els Nanocomposites bifuncionals (BFNCs) La bifuncionalitat dels BFNCs és determinada per les propietats pròpies de la matriu en la qual les NPs metàl·liques (MNPs) són sintetitzades (per exemple polímers d'intercanvi iònic) i per les propietats respectives de les MNPs (magnetisme, activitat bactericida, nanocatlizadores). La modificació superficial de les matrius reactives amb MNPs es porta a terme a través de la IMS acoblada a l'Efecte d'exclusió de Donnan (DEE). D'aquesta manera, els BFNCs preparats amb valor afegit són caracteritzats, les seves propietats són avaluades i es comprova l'estabilitat i la distribució favorable de les MNPs principalment en la superfície dels BFNCs. La IMS inclou diferents possibilitats per a la preparació de MNPs i BFNCs. En una primera etapa es realitza un intercanvi iònic sobre la matriu per fixar els precursors de les NPs. Posteriorment la IMS pot incloure: a) Reducció dels ions a l'utilitzar un agent reductor com NaBH4 o b) precipitació de NMs com quantum dots (QDs) o òxids metàl·lics a l'afegir el contraió respectiu. Sigui quina sigui la ruta que s'empri, els grups funcionals d'intercanvi iònic propis de la matriu són regenerats; de manera que els cicles de IMS poden repetir-se per augmentar el gruix de les MNPs o bé per produir MNPs bimetàl·liques tipus core-shell. Una versió estesa de la IMS és presentada a l'utilitzar el desplaçament galvànic com a precursor per Au- MNPs i AgAu-MNPs a matrius catiòniques, utilitzant MNPs sintetitzades inicialment com nanoplantilles per a la cristal·lització de les noves MNPs mono- o bi- metàl·liques. Un avantatge molt important que aporta la tècnica IMS és la seva gran versatilitat, possibilitant la síntesi de BFNCs amb les propietats desitjades per a les diferents aplicacions: activitat bactericida, magnetisme, catàlisi heterogènia i electroquímica, entre d'altres.
