27.04.2020 - National Research Council of Science & Technology (NST)

Material adsorbente desarrollado con botellas PET para la eliminación de antibióticos del agua

El compuesto de carbono poroso es aplicable a varios campos

Corea del Sur, con su alto uso de antibióticos, está clasificada como un país con alto riesgo de aparición de bacterias resistentes a múltiples fármacos, o las llamadas "superbacterias". Según el Ministerio de Medio Ambiente, se han detectado sustancias antibióticas en las instalaciones de tratamiento de aguas residuales del ganado, en las plantas de tratamiento de aguas residuales y en los ríos.

El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea anunció que un equipo de investigación, dirigido por los investigadores Jung Kyung-won y Choi Jae-woo, del Centro de Investigación del Ciclo del Agua del KIST, ha desarrollado un material absorbente de alta eficiencia utilizando botellas de residuos de PET. Se espera que el nuevo material ayude a resolver el problema de las toxinas ambientales y las bacterias resistentes a los antibióticos que son causadas por las fugas de antibióticos en el agua.

Actualmente, el método más conocido para eliminar eficazmente los antibióticos del agua utiliza un compuesto de carbono poroso, sintetizado mediante la pirólisis de marcos metálicos y orgánicos (MOF). Los compuestos de carbono poroso absorben los antibióticos en el agua, eliminándolos así. Sin embargo, como el ligante orgánico que se utiliza generalmente para sintetizar MOF es muy caro, el costo es un obstáculo importante para la aplicación práctica y generalizada de este método mediante la producción en masa.

Con el fin de desarrollar una solución más rentable, el equipo de investigación del KIST centró su atención en las botellas de PET que la gente utiliza en su vida cotidiana. El PET es un compuesto altamente molecular obtenido por polimerización de etilenglicol y ácido tereftálico, este último se utiliza como ligante orgánico para las síntesis de MOF. El equipo de investigación del KIST extrajo el ligando orgánico de alta pureza de las botellas de desechos de PET y lo utilizó para sintetizar un material adsorbente de alta eficiencia que podía eliminar eficazmente los antibióticos del agua de una manera beneficiosa para el medio ambiente y la economía.

Durante el desarrollo de este material adsorbente se utilizó un proceso de hidrólisis alcalina para inducir una reacción de neutralización, que dio lugar a la producción de un ácido tereftálico de alta pureza. Para maximizar la eficiencia del proceso de hidrólisis alcalina, el equipo de investigación incorporó un proceso catalizador de transferencia de fase asistido por ultrasonido. Al optimizar este proceso, el equipo pudo extraer con éxito el ácido tereftálico de alta pureza al 100%, que luego utilizó para desarrollar un compuesto de carbono poroso. El MOF basado en hierro se utilizó como precursor para impartir magnetismo al material adsorbente. De esta manera, el equipo pudo desarrollar un eco-material que puede ser fácilmente separado de la mezcla después del proceso de adsorción, utilizando un campo magnético externo.

El equipo de investigación del KIST probó la eficiencia del compuesto de carbono poroso en términos de su capacidad de adsorber "tetraciclina", o el antibiótico utilizado para tratar infecciones bacterianas, a partir del agua. Las pruebas mostraron que el material recientemente desarrollado era capaz de eliminar el 100% de la tetraciclina en unos 90 minutos en condiciones generales de agua (pH 6), con una tasa de adsorción de 671,14 mg/g, que es una tasa superior a la de los adsorbentes desarrollados previamente. A fin de evaluar la reutilización del compuesto de carbono poroso, el proceso de adsorción-desorción se llevó a cabo cinco veces. Incluso después de un uso repetido, el material mantuvo el 90% de sus propiedades de adsorción, lo que indica un alto grado de estabilidad y una amplia aplicabilidad para el tratamiento del agua.

El Dr. Jung Kyung-won del KIST dijo, "Este compuesto de carbono poroso es aplicable a una amplia gama de áreas de tratamiento de agua ya que utiliza plásticos de desecho para prevenir la contaminación ambiental y mantiene sus altas propiedades de adsorción incluso después de un uso repetido". El Dr. Choi Jae-woo del KIST también comentó, "El compuesto poroso de carbono desarrollado a través de esta investigación es aplicable a varios campos, que van desde los eco-materiales hasta los materiales energéticos, y espero que pronto sea altamente considerado como un eco-material de valor añadido".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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