Nanopartículas de oro con especies catiónicas estables y altamente activas en la oxidación de CO soportadas en mordenita

 

El rápido desarrollo industrial y la creciente demanda del uso de automóviles para el transporte han llevado a un aumento en el uso de combustibles fósiles, provocando así un aumento drástico de la contaminación atmosférica. Entre todos los contaminantes atmosféricos, el monóxido de carbono (CO) es un gas altamente tóxico que causa graves consecuencias para la salud humana y daños irreversibles al medio ambiente. Una de las estrategias propuestas para disminuir las emisiones de CO, es la oxidación de CO mediante convertidores catalíticos.

La oxidación de CO catalizada por oro se ha convertido en uno de los avances más importantes en el campo de la catálisis, debido al extraordinario rendimiento catalítico de las especies catiónicas de oro. Sin embargo, la desactivación de tales catalizadores está asociada principalmente con la sinterización de nanopartículas de Au (AuNP) y la reducción concomitante de las especies catiónicas de Au.

Un grupo de investigadores del CNyN-UNAM reportó la alta estabilidad catalítica de especies catiónicas de Au en la oxidación de CO en nanocompositos de AuNPs soportadas en matrices zeolíticas tipo mordenita sintetizados mediante un método de un solo recipiente (one pot). Demostraron que la muestra con la carga más baja de Au (0.32 % en peso) exhibió el mayor rendimiento catalítico y estabilidad durante la oxidación de CO. La oxidación de CO se analizó mediante FTIR in situ e ilustra que en la muestra sintetizada con bajo contenido de Au (0.32% en peso) la oxidación se produjo preferentemente a través de la interacción de CO con la interfase catiónica Au-hidroxilo (Au1+ –OH-) para producir CO2(g) mediante descarboxilación. Por su parte, la muestra con un alto contenido de Au (1.56% en peso) mostró una menor capacidad de oxidación de CO, lo que se asoció con un bajo contenido y una menor estabilidad de las especies catiónicas de oro. 

El método de síntesis de un solo recipiente permite obtener nanocompositos basados en nanopartículas de oro bien arraigadas a matrices zeolíticas y constituidas por especies de oro catiónico muy estables y altamente eficientes en la oxidación de CO.

Publicado en Applied Catalysis B: Environmental

Elaborada el 10 de octubre de 2023

Nanoenzimas basadas en compuestos orgánicos para la detección de herbicidas

 

Las nanoenzimas son materiales sintéticos nanométricos que imitan las propiedades de las enzimas biológicas. Hasta ahora, su aplicación más frecuente ha sido como biosensores  al integrar nanoenzimas en plataformas electroquímicas o colorimétricas para la detección de moléculas diana. Recientemente, se ha incrementado el interés por utilizar estas moléculas en distintas disciplinas como la biomedicina, la ingeniería química, la agricultura y la ciencia de alimentos.

A pesar de ser eficientes para su uso en la agricultura, los materiales utilizados para sintetizar las nanoenzimas se han considerado tóxicos y caros. 

Un grupo de Investigadores de Estados Unidos, recientemente desarrolló una nanoenzima basada en compuestos orgánicos no tóxicos, amigables con el ambiente y económicos. La nanoenzima es capaz de detectar la presencia de herbicidas agrícolas, particularmente el glifosato. 

La nanoenzima, con actividad tipo-peroxidasa,  se sintetizó a base de compuestos orgánicos como la urea y el alcohol polivinílico (PVA, por sus siglas del inglés polyvinyl alcohol) mediante un proceso de partículas autoensambladas en un solo recipiente (one pot). Los autores integraron un sistema de censado óptico para facilitar la detección de las moléculas de glifosfato  que oxidan el sustrato de coloración ABTS (2,2-azino-bis-3-etil-benzo-tiasolina-6-ácido sulfónico).

Estas nanoenzimas tienen un diámetro aproximado de 160 nm, son capaces de detectar glifosato desde 1 pg/mL y presentaron propiedades cinéticas aceptables en un amplio rango de pH (de 2 a 8.5). Con estos resultados se podría trabajar en el desarrollo de dispositivos portátiles de detección que  permitan interpretar la intensidad de colores en una fotografía  para determinar la presencia de moléculas de interés. 

Para mayores detalles, consultar:

Nanoscale

Elaborada el 24 de octubre de 2023