Descubren una nueva técnica que acelera el proceso de cristalización de las zeolitas

Investigadores del Instituto de Tecnología Química, centro mixto de la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, en colaboración con científicos de la Jilin University de China, han descubierto una nueva técnica que acelera la cristalización de las zeolitas mediante el empleo de radicales libres del grupo hidroxilo en el proceso de síntesis. Esta investigación, que podría tener múltiples aplicaciones industriales, ha sido publicada en la revista Science Report.

Las zeolitas son materiales cristalinos con una estructura de pequeños poros regulares que permiten la entrada de moléculas en su interior. En función de la composición química y la topología de estos poros estructurales, se pueden desarrollar distintas reacciones químicas. “La estructura actúa como un tamiz, dejando pasar sólo aquellas moléculas que sean más pequeñas que los poros”, explica el profesor de investigación del CSIC Avelino Corma, uno de los firmantes del trabajo. Por este motivo, “las zeolitas se utilizan habitualmente en muchos procesos catalíticos y tienen un gran impacto en industrias como la petroquímica, la química fina o la separación de gases”, aclara Corma.

El proceso de síntesis de las zeolitas es muy complejo, y conlleva varios pasos que requieren de varias horas para llevarse a cabo, y que emplean como catalizador aniones hidroxilo, que están formados por un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno. Pero, a pesar de que se puede reproducir, el mecanismo de cristalización de las zeolitas a nivel molecular todavía no ha sido completamente desentrañado.

En esta investigación, los científicos del Instituto de Tecnología Química de Valencia han empleado técnicas de radiación ultravioleta, junto con un proceso de oxidación avanzada conocido como Reacción de Fenton (llamado así por su descubridor en 1894, H.J.H. Fenton), produciendo así radicales altamente reactivos del grupo hidroxilo, y han podido comprobar que de este modo lograban reducir en varias horas el proceso de cristalización de las zeolitas. Un radical libre no es más que una especie química que se caracteriza por poseer uno o más electrones desapareados. Se forma como intermedio de reacciones químicas y es extremadamente inestable y, por tanto, con gran poder reactivo y de vida media muy corta (10-9 segundos).

“El descubrimiento del papel que los radicales libres del grupo hidroxilo juegan en el mecanismo de síntesis de las zeolitas arroja nueva luz sobre el proceso de cristalización de estos materiales microporosos que tanto demanda la industria química”, añade  Mercedes Boronat, investigadora del CSIC que también firma el trabajo.

Los resultados de este trabajo podrían aplicarse para acelerar los procesos de síntesis de las zeolitas, reduciendo el coste de producción de estos materiales que son ampliamente utilizados por todo tipo de industrias, como la petroquímica, la de los detergentes, o el sector de los materiales absorbentes. (Fuente: UPV)