Preparación de nanopartículas de plata soportadas sobre redes poliméricas porosas

CARLOS A. CHRISTENSEN; OSCAR A. DOUGLAS GALLARDO; MANUEL A. PÉREZ; MIRIAM STRUMIA ; CESAR G. GÓMEZ

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; X Simposio Argentino de Polímeros; 2013

La síntesis de nanopartículas (NPs) de metales nobles ha adquirido un gran interés en los últimos años debido a que estos materiales poseen propiedades inusuales, las cuales habilitan su aplicación en diversos campos. Sin embargo, su uso está a menudo limitado por suinestabilidad, por lo cual se han incorporado agentes estabilizadores, como por ejemplo polímeros, que previenen su agregación. Los grupos hidroxilos y aminos presentes en el polisacárido quitosano (Qs), poseen la capacidad para actuar como un agente reductor para la generación de NPs y como su estabilizador. Por ese motivo, en este trabajo se estudió en una primera etapa la formación de NPs de Ag en soluciones acuosas de Qs y AgNO3 a partir de reacciones de reducción térmica. En una segunda etapa se realizó la adsorción de las NPs sobre soportes poliméricos porosos del copolímero de etilenglicol de di-metacrilato y metacrilato de 2-hidroxietilo. Finalmente, el desempeño de las Ag NPs adsorbidas fue analizado como catalizador de la reacción de reducción de 4-nitrofenol en presencia de NaBH4. El uso de una mayor concentración de Qs en la reacción generó una distribución de tamaño de NPs más estrecha. De igual manera, la utilización tanto de concentraciones de AgNO3 altas, temperatura y tiempo de reacción mayores favoreció el proceso de nucleación sobre el de crecimiento durante la formación de NPs. En la segunda etapa, la mezcla Ag NPs-Qs sintetizada con 1% de Qs, 30 mM de AgNO3 a 90ºC, fue adsorbida de manera exitosa a temperatura ambiente sobre tres distintos soportes poliméricos. En la etapa final, las cinéticas de la reacción de reducción fueron evaluadas a distintas temperaturas usando los soportes decorados con NPs como catalizadores. La actividad de uno de los catalizadores fue demostrada a temperatura ambiente frente a la reacción de reducción del 4-nitrofenol. En presencia del catalizador, el sustrato fue consumido completamente a los 35 minutos de iniciada la reacción, mientras que sin el mismo la reacción se mantuvo sin cambio aún después de 18 horas. En este sistema se utilizó un exceso del reductor NaBH4 sobre el sustrato en una relación de 75:1, por lo cual se planteó un modelo cinético de pseudo 1er orden. Se calcularon las k de velocidad de la reacción a las distintas temperaturas, las cuales ajustaron bien a la ecuación de Arrhenius, permitiendo calcular una energía de activación (Ea) de 34 kJ/mol y un factor preexponencial (A) de 9,8 x105M-1s-1. En bibliografía se encuentran Ea entre 25 y 38 kJ/mol para la reducción de ρ-nitrofenol mediante catálisis de Ag NPs, con lo cual a nuestroparecer los resultados encontrados hasta el momento serían alentadores.