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La industria química será el principal beneficiario de un procedimiento que permite obtener biosílice a partir de este residuo agrícola, del que se generan entre 148 y 185 millones de toneladas en todo el mundo.

Nanomateriales a partir de cáscara de arroz

Investigadores del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Córdoba han patentado un método que permite obtener dióxido de silicio de alta porosidad (biosílice mesoporosa) y aplicarlo como soporte para nanocatalizadores que se utilizan para desencadenar diferentes tipos de reacciones orgánicas.

El matiz revolucionario de este proceso reside en que se obtiene el biosílice a partir de la cáscara de arroz, un residuo agrícola que contiene hasta un 20% de peso en sílice. La cáscara de arroz es un subproducto de la biomasa que se deriva de la molienda de arroz, por lo que permite valorizar esa biomasa, que en 2012 representó una cantidad de entre 148 y 185 millones de toneladas en el mundo.

La sílice mesoporosa es un nanomaterial ampliamente utilizado, que se aplica por ejemplo a procesos de separación y adsorción de moléculas, biomedicina, cromatografía líquida (HPLC), aditivos en pinturas, ingeniería molecular, electrónica y óptica, y una aplicación industrial muy importante es su uso como soporte de catalizadores heterogéneos. Tiene, por tanto, una gran demanda en la industria química. Aunque la fabricación de la sílice está ampliamente documentada, es bastante difícil obtenerla como un material poroso.

Hasta ahora, se han desarrollado varios métodos para sintetizar estos materiales porosos utilizando otras fuentes de sílice con métodos efectivos para la síntesis de nanomateriales porque permiten controlar el tamaño de partícula, su morfología y la porosidad. Sin embargo, son altamente costosos y poco sostenibles.

El grupo de investigación de la UCO formado por los investigadores Rafael Luque, Alina Balu, Ana Franco y Antonio Ángel Romero sugiere un método para obtener el biosílice de una fuente barata y ecológica como es la cáscara de arroz, reduciendo costes y apostando por la sostenibilidad.

El proceso de obtención del dióxido de silicio combina los enfoques mecánico y químico. Primero, se muele la cáscara hasta obtener partículas muy pequeñas para, posteriormente, eliminar residuos no deseados mediante la radiación de microondas y una disolución ácida. Una vez limpio el material, tras calcinar a 550 °С, se obtiene el dióxido de silicio biogénico puro con el que se diseña un catalizador soportado con nanopartículas de hierro que tiene una actividad catalítica elevada en diferentes reacciones.

El procedimiento para la obtención de biosílice a partir de cáscara de arroz ha sido patentado en España, gracias a la colaboración de la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación (OTRI) de la UCO y, actualmente, se ha solicitado la extensión internacional PCT (Tratado de Cooperación en materia de Patentes) de cara a las perspectivas de licenciar el uso industrial de la novedosa invención.

 

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