Desarrollo de materiales a base de sílice para la adsorción de compuestos orgánicos (2011)
Los xerogeles de sílice son materiales cerámicos con propiedades excepcionales tales como alta área superficial, poros pequeños y baja conductividad térmica; las cuales permiten su aplicación como soportes catalíticos, aislantes térmicos y acústicos, materiales adsorbentes y membranas. Sin embargo, la naturaleza hidrofílica de la sílice genera la adsorción de agua en ambientes húmedos, lo cual limita su aplicación. La modificación química de los xerogeles de sílice mediante agentes hidrofóbicos previene la adsorción de agua, generando materiales hidrofóbicos. Ésta investigación se enfocó en el estudio de xerogeles hidrofílicos e hidrofóbicos de sílice: su síntesis, caracterización y potenciales aplicaciones. Se ganó una visión más detallada de los diferentes factores controlantes de las propiedades adsorptivas de los xerogeles derivados de la sílice. Se estudió la influencia de las propiedades físico-químicas en el desempeño como material adsorbente de compuestos orgánicos (alcoholes) y como material para la preparación de membranas inorgánicas para la remoción y purificación de etanol. Inicialmente se presenta el estudio de xerogeles hidrofílicos de sílice, sintetizados mediante el método sol-gel empleando la relación molar estándar. Se analiza la influencia del tiempo de envejecimiento y el proceso de calcinación en las propiedades del material hidrofílico obtenido. Posteriormente se presenta la síntesis de los xerogeles hidrofóbicos de sílice mediante los métodos co-precursor y derivativo usando metiltrimetoxisilano (MTMS) y metiltrietoxisilano (MTES) como agentes hidrofóbicos. Se analiza el efecto del tipo del agente hidrofóbico, el método de preparación y la temperatura de calcinación sobre las propiedades físico-químicas, superficiales, morfológicas, texturales y adsorptivas del material. Por último se presentan las posibles aplicaciones de los xerogeles de sílice como materiales adsorbentes de alcoholes y membranas. Por tanto, se llevó a cabo los estudios de adsorción de metanol, etanol, butanol y pentanol sobre los materiales de sílice sintetizados. La capacidad de adsorción de los alcoholes se encontró en el siguiente orden: metanol etanol butanol pentanol. La secuencia en el incremento de la capacidad de adsorción fue seguida por la secuencia en el aumento de la tensión superficial y el peso molecular del adsorbato. Además, las membranas de sílice se probaron exitosamente en procesos de pervaporación en la remoción de etanol (membranas hidrofóbicas) y purificación de etanol (membranas hidrofílicas) (Texto tomado de la fuente)