Anar al contingut (clic a Intro)
UdG Home UdG Home
UdG 35 anys
Tancar
Menú

Materials intel·ligents basats en líquids iònics per a la detecció i separació de metalls

Tesi doctoral de Nasim Khatir: "Smart materials based on ionic liquids for metals sensing and separation in the environment". Direcció: Dra. Claudia Fontas Rigau

La presència de metalls i contaminants emergents en sistemes aquàtics, juntament amb la necessitat de disposar de processos de recuperació més sostenibles, fa necessari desenvolupar nous materials funcionals per a aplicacions ambientals. En aquest context, aquesta tesi doctoral s’ha centrat en el desenvolupament de materials intel·ligents basats en líquids iònics (ILs) i líquids iònics de tasca específica (TSILs), orientats a la detecció, separació i recuperació de metalls en matrius complexes.

La primera part de la tesi va explorar l’ús de membranes polimèriques funcionalitzades amb un extractant, concretament membranes d’inclusió polimèrica (PIMs), com a eines analítiques per avaluar la biodisponibilitat dels metalls (Ni(II), Cu(II) i Zn(II)) i les seves interaccions amb contaminants coexistents en medis aquàtics, com antibiòtics i microplàstics. Emprant una PIM basada en triacetat de cel·lulosa (CTA), àcid di-(2-etilhexil)fosfòric (D2EHPA) i fosfat de tributil (TBP), es va establir que l’antibiòtic sulfametoxazol interaccionava amb Cu(II) i Zn(II), mentre que no es van observar interaccions significatives amb la sulfametazina ni amb els microplàstics estudiats. Aquests resultats posen de manifest el potencial de les PIMs com a eines analítiques senzilles en estudis ambientals.

Un segon gran objectiu va ser el desenvolupament de sistemes PIM més sostenibles, mantenint-ne les prestacions de transport. Es van investigar diferents estratègies, incloent-hi la reducció del consum de material de membrana, el desenvolupament de PIMs suportades i la substitució de components convencionals per alternatives més sostenibles. Es van aconseguir reduccions significatives de les quantitats dels polímers CTA i policlorur de vinil (PVC) en PIMs que contenien l’extractant Aliquat 336 sense comprometre substancialment el transport d’As(V) i Cd(II). A més, es van desenvolupar PIMs suportades per al transport d’As(V), combinant formulacions basades en CTA o PVC amb dos suports porosos, paper de filtre de cel·lulosa i Durapore® de fluorur de polivinilidè (PVDF). Les PIMs suportades basades en CTA van assolir eficiències de transport d’As(V) del 90–95%, comparables a les de les membranes convencionals. La configuració CTA/Durapore® va presentar el millor comportament global i va mantenir aproximadament un 70% d’eficiència després de tres cicles de reutilització. Finalment, es va explorar l’ús del polímer poli(fluorur de vinilidè-co-hexafluoropropilè) (PVDF-HFP), soluble en acetona, un dissolvent menys perillós, per a la preparació de PIMs amb Aliquat 336 i estearat de butil (BTS). Aquesta membrana va permetre un transport eficient de Cd(II) des de matrius d’elevada salinitat, incloent-hi aigua de mar i salmorra real de dessalinització.

La part final de la tesi es va centrar en el desenvolupament de materials funcionalitzats amb TSILs per a la recuperació selectiva de metalls valuosos. Inicialment, els TSILs es van incorporar en PIMs basades en CTA per a l’extracció i recuperació de Pd(II) i, posteriorment, es van utilitzar per funcionalitzar policaprolactona (PCL), obtenint membranes poroses que combinaven la filtració amb l’extracció selectiva del metall i que van mostrar un bon potencial de reutilització.

Finalment, es va desenvolupar un nou material basat en cel·lulosa funcionalitzada amb el TSIL tiosalicilat de trioctilmetilamoni (TOMAS) per a la recuperació de Pd(II) i Pt(IV) en medi HCl. Aqueswt nou sorbent va mostrar una captació ràpida i pràcticament quantitativa d’ambdós metallsamb capacitats màximes experimentals d’adsorció de 30,5 mg g⁻¹ per a Pd(II) i 39,1 mg g⁻¹ per a Pt(IV), i una recuperació eficient dels metalls adsorbits emprant dissolucions àcides de tiourea.

En conjunt, aquesta tesi demostra la versatilitat dels materials basats en ILs i TSILs per a la detecció, especiació, separació i recuperació de metalls. Les estratègies desenvolupades permeten avançar cap a sistemes més sostenibles i ampliar-ne l’aplicació en l’àmbit ambiental i en la recuperació de metalls valuosos a partir de matrius complexes.


Lectura de la tesi: 27/10/2026 a l'Aula Magna de la Facultat de Ciències (informació extreta de l’Agenda activitats de la web Escola de Doctorat).

Notícies relacionades

Escull quins tipus de galetes acceptes que el web de la Universitat de Girona pugui guardar en el teu navegador.

Les imprescindibles per facilitar la vostra connexió. No hi ha opció d'inhabilitar-les, atès que són les necessàries pel funcionament del lloc web.

Permeten recordar les vostres opcions (per exemple llengua o regió des de la qual accediu), per tal de proporcionar-vos serveis avançats.

Proporcionen informació estadística i permeten millorar els serveis. Utilitzem cookies de Google Analytics que podeu desactivar instal·lant-vos aquest plugin.

Per a oferir continguts publicitaris relacionats amb els interessos de l'usuari, bé directament, bé per mitjà de tercers (“adservers”). Cal activar-les si vols veure els vídeos de Youtube incrustats en el web de la Universitat de Girona.