ESTUDIO DE LA FUNCIONALIZACIÓN SUPERFICIAL DE MATERIALES ZEOLÍTICOS PARA APLICACIONES EN BIOCATÁLISIS Y NANOTECNOLOGÍA

CLEMENZ FLORENCIA ; CONSTABEL NATALIA; TARDITI ANA; CRISTINA, LUCILA J.

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

Introducción:En los últimos años, se encontró que la funcionalización de superficies de estructuras zeolíticas con moléculas orgánicas, en particular aminoácidos, organosilanos y tioles, presenta un amplio rango de aplicaciones que van desde, la inmovilización de enzimas en soportes sólidos inorgánicos para ser empleadas en biocatálisis, como el diseño de nuevos materiales híbridos (moléculas-zeolita) con diversas funcionalidades para ser usados en la fabricación de biosensores electroquímicos y adsorbentes selectivos de moléculas específicas. En este contexto, se propone una estrategia de diseño y desarrollo racional de nanomateriales híbridos a través del estudio de la funcionalización de superficies de zeolitas sintéticas con organosilanos conteniendo distintos grupos funcionales, para esclarecer la influencia de la naturaleza química de las moléculas y de las interacciones intermoleculares durante el proceso de ensamblado y los parámetros involucrados en la adsorción. Esta investigación aspira a potenciar la capacidad, reconocimiento molecular, selectividad, reactividad y eficiencia de las zeolitas para adsorber compuestos orgánicos con el fin de que puedan ser utilizadas en las aplicaciones mencionadas.Resultados:Se estudió la formación de monocapas auto-ensambladas (SAMs) en fase líquida de moléculas del organosilano (3-aminopropil)trietoxisilano (APTES), las cuales poseen un grupo amino (–NH2), para funcionalizar la superficie expuesta de la zeolita tipo LTA. Se evaluaron los parámetros que controlan la adsorción y el proceso de ensamblado: solvente (tolueno y etanol), concentración de APTES en la solución (1.64, 3.23 y 6.25 %V/V, tiempo de reacción (2 y 4 horas) y temperatura de funcionalización (100°C y 65°C), debido a que juegan un rol elemental en las características de las nanoestructuras resultantes. Mediante espectroscopias de fotoelectrones de rayos X (XPS) e infrarrojo (IR) con transformada de Fourier (FT), y difracción de rayos X (XRD), se investigó la química de las películas moleculares y la fase cristalina formada, examinando: el recubrimiento molecular superficial, composición, e identificando los grupos funcionales involucrados en la formación de la interface, como así también, las variaciones de la estructura zeolítica. Conclusiones:Se examinó la potencialidad de moléculas de APTES para funcionalizar la superficie de la zeolita LTA. Los resultados obtenidos con XPS y FTIR confirmaron una adsorción exitosa del grupo amino en la superficie zeolítica. El estudio sistemático experimental multitécnica del proceso de ensamblado, la química y la estructura interfacial de películas moleculares con –NH2 en estas estructuras, es de gran relevancia tanto en su posible impacto en áreas que exploran la inmovilización de enzimas para reacciones biocatalíticas, como en el ámbito nanotecnológico, en la factibilidad de la construcción de biosensores.